【期末总复习】人教版(2019)高二物理必修第三册——第18讲 实验：电池的电动势和内阻的测量（考点精讲）

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第十二章 电能 能量守恒定律
第18讲　实验：电池的电动势和内阻的测量
【考点梳理】
考点一、测定电池电动势和内阻的几种常考实验方法
1．伏安法：由E＝U＋Ir知，只要测出U、I的两组数据，就可以列出两个关于E、r的方程，从而解出E、r，用到的器材有电池、开关、滑动变阻器、电压表、电流表，电路图如图1所示．

图1
2.伏阻法：由E＝U＋r知，如果能得到U、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材是电池、开关、电阻箱、电压表，电路图如图2所示．

图2
3.安阻法：由E＝IR＋Ir可知，只要能得到I、R的两组数据，列出关于E、r的两个方程，就能解出E、r，用到的器材有电池、开关、电阻箱、电流表，电路图如图3所示．

图3
考点二、实验操作与数据分析
1．实验步骤(以伏安法为例)
(1)电流表用0～0.6 A量程，电压表用0～3 V量程，按实验原理图连接好电路．
(2)把滑动变阻器的滑片移到一端，使其接入电路中的阻值最大．
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显的示数，记录一组数据(I1、U1)．用同样的方法测量几组I、U值．
(4)断开开关，整理好器材．
(5)处理数据，用公式法或图像法求出电池的电动势和内阻．
2．数据分析
(1)公式法
依次记录的多组数据(一般6组)如表所示：
实验序号
1
2
3
4
5
6
I/A
I1
I2
I3
I4
I5
I6
U/V
U1
U2
U3
U4
U5
U6

分别将1、4组，2、5组，3、6组联立方程组解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它们的平均值作为测量结果．
E＝，r＝.
(2)图像法
①根据多次测出的U、I值，作U－I图像；
②将图线两侧延长，纵轴截距的数值就是电池电动势E；
③横轴截距(路端电压U＝0)的数值就是短路电流；
④图线斜率的绝对值等于电池的内阻r，即r＝＝，如图4所示．

图4
考点三、注意事项与误差分析
1．为使电池的路端电压有明显变化，应选取内阻较大的旧干电池和内阻较大的电压表．
2．实验中不能将电流调得过大，且读数要快，读完后立即切断电源，防止干电池大电流放电时内阻r的明显变化．
3.当干电池的路端电压变化不很明显时，作图像时，纵轴单位可取得小一些，且纵轴起点可不从零开始．
如图所示，此时图线与纵轴交点仍为电池的电动势E，但图线与横轴交点不再是短路电流，内阻要在直线上取较远的两点用r＝||求出．

4．误差分析
(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确．
(2)系统误差：主要原因是电压表的分流作用，使得电流表上读出的数值比流过电源的电流偏小一些．U越大，电流表的读数与总电流的偏差就越大，将测量结果与真实情况在U－I坐标系中表示出来，如图6所示，可见E测＜E真，r测＜r真．


【题型归纳】
题型一：伏安法测电动势和内阻
1．（2022·全国·高三专题练习）在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材。
（1）甲同学按如图a所示的电路图进行测量实验，其中R2为保护电阻，则：

①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接______；
②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图线如图c所示，可得电源的电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω（结果均保留两位有效数字）。
（2）乙同学误将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U－I图线如图e所示，可得电源的电动势E＝______V，内电阻r＝______Ω（结果均保留两位有效数字）。


2．（2021·山西·康杰中学高二月考）小明、小亮共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：
电池组（电动势约6V，内阻r约3Ω）
电流表（量程20A，内阻RA＝0.7Ω）
电阻箱R1（0～99.9Ω）
滑动变阻器R2（0～10Ω）
开关三个及导线若干
他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。

（1）小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、S1，断开S2，调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时，电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为______Ω；
（2）小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。
①他的实验步骤为：
a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至______（选填“最大值”或“最小值”），之后闭合开关S，再闭合______（选填“S1”或“S2”）。
b．调节电阻______（选填“R1”或“R2”），得到一系列电阻值R和电流I的数据；
c．断开开关，整理实验仪器。
②图乙是他由实验数据绘出－R的图像，电源电动势E＝______V，内阻r＝______Ω。（计算结果保留2位有效数字）
3．（2021·广东·深圳实验学校光明部高二期中）实验小组欲测定一节干电池的电动势和内阻，要求尽量减小实验误差，具有如下器材：待测干电池一节，电压表，电流表，滑动变阻器（），动变阻器（），开关，导线若干。
（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______（填或），根据所选择的器材，设计了如下两种实验电路，如图所示：


（2）有甲路图，为使电动势和内阻的测量误差均在误差允许的合理范围内，则应选用电路图______来完成此实验（填“甲”或“乙”）。此方法电动势的测量值______真实值（填“大于”“等于”或“小于”），内阻的测量值______真实值（填“大于”“等于”或“小于”）。电路实验误差及产生原因的分析，下列说法正确的是（______）
A．由于电压表的分流
B．由于电流表的分压
（3）该同学由实验数据得到图中的图像，根据图像求得电源电动势______，内电阻______（结果均保留两位小数）。

题型二：伏阻法测电动势和内阻
4．（2022·浙江·模拟预测）多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图。

（1）通过一个单刀多掷开关S，接线柱B可以分别与触点1、2、3、4、5接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能。图中的E是电池，R3是电池内阻，R6是欧姆调零电阻，AB分别与黑、红表笔相接。R1、R2、R4、R5都是定值电阻，表头G的满偏电流为20 mA，内阻为Rg。已知R1+R2=4Rg，R4=360 Ω，R5=1600 Ω。 关于此多用电表，下列说法正确的是___________；
A．图中B是红表笔
B．当S接触点1或2时，多用电表处于测量电流的挡位，且接1时的量程比接2时大
C．当S接触点3时，多用电表处于测量电阻的挡位，倍率越大，滑动变阻器接入阻值越大
D．当S接触点4、5时，多用电表处于测量电压的挡位，且接4比接5时量程大
（2）该学习小组将“B”端与“3”相接，将A、B表笔短接，调节R6.进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势E=___________V（计算结果保留三位有效数字）。通过分析可知该小组使用多用电表的___________（填“×1”“×10”或“×1K”）倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。

（3）实验小组用多用电表测量电源的电动势和内阻。器材有：待测电源（电动势约为8V）， 定值电阻R0=8.0 Ω，多用表一只，电阻箱一只，连接实物如图丁所示，测得并记录多组数据后，得到对应的图，如图丙所示，则内阻r= ___________Ω（结果保留三位有效数字）。
5．（2021·陕西渭南·高三月考）某科技小组的同学通过查找资料动手制作了一个电池，他们想测定该电池的电动势与内阻。

（1）张同学选用图甲所示电路测量该电池的电动势与内阻。由于电压表的分流，电池电动势的测量值___________真实值，内阻的测量值___________真实值。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）
（2）李同学选用图乙所示的电路测量该电池的电动势与内阻。他正确连接好电路，闭合开关，逐次改变电阻箱接入电路中的阻值，读出与对应的电压表的示数，根据得到的多组实验数据绘出图像如图丙所示。若图线的斜率为，图线在纵轴上的截距为，则李同学测得电池的电动势___________，内阻___________。
6．（2021·河北·高二期中）某兴趣小组测量电源的电动势和内阻的实验原理图，如图甲所示，现提供的器材如下：
A．待测电源（电动势约为3V）；
B．电压表V1（量程为0～3V，内阻约为3kΩ）；
C．电压表V2（量程为0～6V，内阻约为10kΩ）；
D．定值电阻R1=10Ω；
E．定值电阻R2=1000Ω；
F．电阻箱R（0～99.9Ω）；
G．开关和导线若干。


（1）如果要准确测量电源的电动势和内阻，电压表应选择___________；定值电阻R0应选择___________（均填写器材前的字母序号）。
（2）改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的示数U，根据闭合电路的欧姆定律可得；变形可得；作出的图象如图乙所示，图线与横、纵坐标轴的截距已在图中标出，则该电源的电动势为___________V、内阻为___________Ω（结果均保留两位有效数字）。

题型三：安阻法测电动势和内阻
7．（2021·江西·吉安一中高二月考）某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，备有下列器材：
A．待测的旧干电池一节；
B．电流表A1（量程0~3mA，内阻Rg1=10Ω）；
C．电流表A2（量程0~0.6A，内阻Rg2=0.1Ω）；
D．滑动变阻器R1（0~20Ω，1.0A）；
E．电阻箱R0（0~9 999.9Ω）；
F． 开关和导线若干。


（1）该同学发现上述器材中没有电压表，他想利用器材中的一个电流表和电阻箱改装成一个量程为0~3 V的电压表，并设计了如图甲所示的a、b两个参考实验电路（虚线框内为改装电压表的电路），其中合理的是_______。（选填“a”或“b”）改装后电压表的内阻为RV=_______Ω；
（2）实验结束后，该同学根据测得的多组I1、I2的读数（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数），以I1为纵坐标、I2为横坐标描点作图，绘出了I1 -I2图像。若测得该图像的纵截距为b，斜率的绝对值为k，则该电源的电动势E=________，内阻r=_______（用b、k、RV表示）。
8．（2021·江苏·吴江中学高二月考）如图1所示的实验装置可以用来测量干电池的电动势和内电阻。图中有5只定值电阻，其中R1=49，R2=R3=R4=R5=1。多用表选择开关置于电流300mA挡位。多用表的黑表笔与电池负极相连，红表笔上接有一只鳄鱼夹，实验过程中，用鳄鱼夹分别夹在a、b、c、d、e五个位置，记录下每次电流表的读数。


鳄鱼夹位置
a
b
c
d
e
电流表读数I（mA）
260
220
190
170
150
（1）用图像法处理数据，得到的图像如图2所示，若不考虑电流表的内阻，图像的横轴x代表的物理量是__________；
（2）根据图像数据，得出电动势测量值E=__________V；电源内阻测量值r=__________（保留1位小数）
（3）用E0、r0分别表示干电池电动势和内阻的真实值，由于系统误差的影响，电动势测量值E__________E0（填“>”“<"=”）
（4）为了消除系统误差带来的影响，某同学将另一只多用电表选择开关置于直流电压挡，然后跟本实验中的电流表并联，再将鳄鱼夹夹在某一位置，当电流表读数为200mA时，电压表读数为40mV，则消除系统误差后干电池内阻的测量值为__________（保留1位小数）。
9．（2021·辽宁·营口经济技术开发区熊岳高级中学高二月考）某同学设计了如图所示电路，测量定值电阻的阻值、电源的电动势和内阻，使用的器材有：待测定值电阻（约几欧）、待测电源E、电流表A、电阻箱（）、开关两个及导线若干.
（1）请用笔画线代替导线在图中完成实物电路的连接______；

（2）测量的阻值时，闭合开关前，调节至最大值，然后闭合开关和，调节使电流表示数为I，此时的值为；再断开，将调到时，电流表示数也为I，则的值为______Ω；
（3）测量电源电动势E和内阻r时，闭合开关、断开，调节，得到和对应电I的多组数据，作出图像如图所示，则电源电动势______V，内阻______Ω（计算结果均保留2位有效数字），若电流表A内阻不可忽略，则r的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。



【双基达标】
10．（2021·河南焦作·高二期中）为了测量2节串联干电池组的电动势和内阻，实验室准备了下列器材供选用：
A．待测电池组（2节干电池串联）
B．电流表A（量程0~0.6A）
C．电压表（量程0~3 V）
D．电压表（量程0~15 V）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（）
G.开关、导线若干
实验主要步骤：
①根据实验器材设计电路图；
②闭合开关前滑动变阻器阻值调到最大；
③逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数和相应电流表的示数；
④以为纵坐标，为横坐标，作图线；
⑤求出图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a；
⑥根据绝对值k和在横轴上的截距a得出电源电动势和内阻的测量值。
（1）电压表应该选用___________，滑动变阻器选用___________。（填对应器材前的序号）
（2）请在虚线框内画出实验电路图。___________

（3）实验过程中，调节滑动变阻器，电流表读数随着滑动触头的滑动而变化，但是电压表读数变化不十分明显，为了解决这一操作中的实际问题，该小组同学又找到了一只定值电阻，就解决了上述问题。请写出该小组同学是如何利用这只定值电阻解决问题的。___________
（4）采用合理的改进方案之后，记录了多组实验数据，并利用6组、数据在坐标纸上绘制了图像，根据图像可知，电池组的电动势___________V，电池组的内阻___________。（均保留1位小数）


11．（2021·全国·高二课时练习）为了测量R的阻值、电源的电动势E和内阻r，某同学设计了如图（a）所示的电路，其中灯泡L的额定电压为4 V，功率为1W，滑动变阻器R的总电阻为，电流表选择量程0.6 A（内阻忽略）。闭合开关S，当滑片P滑至某位置时，灯泡L恰好正常发光，电流表的示数为0.45 A。


（1）按照如图（a）所示的电路图，用笔画线代替导线把如图（b）所示的实物图连接完整；____
（2）如果灯泡L突然熄灭，此时电流表的示数变为0.5 A，电压表的示数变为10 V，如果导线完好，电路中各处接触良好，则故障发生在何处____？是短路还是断路_____？
（3）发生故障前，的阻值为_____，滑动变阻器接入电路的阻值为_____。
（4）电源的电动势E=_____V，内阻r=______。
12．（2021·重庆市长寿中学校高二月考）实验题：有一电动势E约为12V，内阻r在范围内的电源，其允许的最大电流为100mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，R为电阻箱，阻值范围为；为保护电阻。

（1）实验室备有的定值电阻有以下几种规格，本实验应选用___________；
A．B．C．D．
（2）该同学按照图甲所示的电路图，为已知，连接实验电路，接好电路后，闭合开关以为横坐标，以为纵坐标，代入数据可画出如图乙所示图像，对应的函数方程式为___________（用所给物理量的字母表示）；
（3）图像中若用b表示图线与纵轴的截距，用k表示斜率。则___________，___________；
（4）误差分析：由于系统误差的影响，这种测量方法得到的电池内电阻的测量值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
13．（2021·山东·临沂二十四中高二月考）在实验室测量一个直流电源的电动势和内阻。电源的电动势大约为4.5 V，内阻大约为1.5 Ω。由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材∶
A．量程为0~3 V的电压表V B．量程为0~0.6 A的电流表A1
C．量程为0~3 A的电流表A2 D．阻值为4.0 Ω的定值电阻R1
E.阻值为100 Ω的定值电阻R2 F.最大阻值为10 Ω的滑动变阻器R3
G.最大阻值为100 Ω的滑动变阻器R4
选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内阻。

（1）定值电阻应该选择__________（选填“D”或“E”）；电流表应该选择__________（选填“B”或“C”）；滑动变阻器应该选择__________（选填“F”或“G”）。 
（2）分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图乙所示U-I图像，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U=-5.8I+4.6，则电源甲的电动势E=____________V，内阻r=__________Ω。（保留两位有效数字） 

（3）在测量电源的电动势和内阻的实验中，产生系统误差的主要原因是（______）
A．电压表的分流作用
B．电压表的分压作用
C．电流表的分压作用
D．电流表的分流作用
14．（2021·江苏·吴江市高级中学高二月考）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如图所示的原理图。
①电压表V（量程3V，内阻Rv约为10k）
②电流表G（量程3mA，内阻Rg=100）
③电流表A（量程3A，内阻约为0.5）
④滑动变阻器R1（0~20，额定电流2A）
⑤滑动变阻器R2（0~500，额定电流1A）
⑥定值电阻R3=0.4
⑦开关S和导线若干


（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A。（结果保留两位有效数字）
（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______。（填“R1”或“R2”）
（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V，电源的内阻r=_______Ω。（结果均保留两位有效数字）
（4）若实验中电压表内阻的影响不能忽略，如由上述图线求得的电动势将比真实值_______（填“偏大”、“不变”或“偏小”）求得的内阻将比真实值_______（填“偏大”、“不变”或“偏小”）
15．（2021·北京·中国农业大学附属中学高二期末）某同学测量一节干电池的电动势和内阻，现有待测电池、电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω）、电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ）、滑动变阻器（阻值0~10Ω，额定电流2A）、开关各一个、导线若干。为了防止实验测量时数据过密（既要求电压变化范围相对大一些），另外还配有一个定值电阻R0（阻值为1Ω、额定功率为5W）。
（1）请按照图甲设计的电路图用笔画线将图乙实物电路图补充完整。（______）

（2）该同学按照要求连接好电路并进行实验，根据实验数据绘出了如图所示的图像，则电源的电动势______V，电源内阻______Ω。

16．（2021·全国·高二专题练习）手机、电脑等电器已经普及到人们的日常生活中，这些电器都要用到蓄电池。某同学利用下列器材测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池的电动势约为3 V。


A．量程是0.6 A，内阻约为0.5 Ω的电流表；
B．量程是3 V，内阻是6 kΩ的电压表；
C．量程是15 V，内阻是30 kΩ的电压表；
D．阻值为0～1 kΩ，额定电流为0.5 A的滑动变阻器；
E．阻值为0～10 Ω，额定电流为2 A的滑动变阻器；
F．定值电阻4 Ω，额定功率4 W；
G．开关S一个，导线若干。


（1）为了减小实验误差，电压表应选择_______（填器材代号），图中的导线应连接到_______处（填“①”或“②”），改变滑动变阻器阻值的时候，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，滑动变阻器应选择________（填器材代号）。
（2）用（1）问中的实验电路进行测量，读出电压表和电流表的读数，画出对应的U­I图线如图所示，由图线可得该蓄电池的电动势E=________V，内阻r=_______Ω。（结果保留两位有效数字）

【高分突破】



17．（2021·海南·北京师范大学万宁附属中学高二月考）利用如图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱R（最大阻值999.9Ω），电阻R0（阻值为3.0），电阻R1（阻值为3.0Ω），电流表A（量程为200mA，内阻为RA=6.0Ω），开关。

实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数和电阻箱对应的阻值；
③以为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线拟合）；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题
（1）分别用和表示电源的电动势和内阻，则与的关系式为___________。（提示：将已知数据带入关系式中）
（2）实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻时电流表的示数如图（b）所示，读出数据，完成下表。答：①___________，②___________。
R/Ω
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
I/A
0.143
0.125
①
0.100
0.091
0.084
0.077
I-1/A-1
6.99
8.00
②
10.0
11.0
11.9
13.0

（3）在图（c）的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，（_______）
（4）根据图线求得电源电动势=___________V，内阻=___________Ω。（保留2位有效数字）
18．（2021·山西省长治市第二中学校高二月考）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：
（1）用螺旋测微器测该电阻丝的直径，示数如图所示，由图可读出电阻丝的直径为 ___________mm。用游标为50分度的卡尺，测定该表盘的直径时，卡尺上的示数如图，可读出表盘的直径为___________cm。


（2）将器材如图（a）连接：


（3）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）；
（4）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据；
（5）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为，与纵轴截距为，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、、表示）
（6）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图___________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；
（7）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。
19．（2021·山西省长治市第二中学校高二月考）用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。
A．电压表V1（量程6V、内阻很大）
B．电压表V2（量程3V、内阻很大）
C．电流表A（量程3A、内阻很小）
D．滑动变阻器R（最大阻值10Ω、额定电流4A）
E.小灯泡（2A、5W）
F.电池组（电动势E、内阻r）
G.开关一只，导线若干
实验时，调节滑动变阻器的阻值，多次测量后发现：若电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小。
（1）请将设计的实验电路图在下方的虚线方框中（甲图）补充完整。___________
（2）每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1）、（I，U2），标到U—I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如下图乙所示，则电池组的电动势E=___________V、内阻r=___________Ω。（结果保留两位有效数字）
（3）在U—I坐标中两条图线在P点相交，此时电源的效率为___________（结果保留两位有效数字）。

20．（2021·山东·济南市长清第一中学高二月考）在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约1.5V，内电阻约1.0Ω）
B．电压表V（量程0—3V，内阻RV约为1000Ω）
C．电流表A（量程0—0.6A，内阻RA约为1Ω）
D．滑动变阻器R1（0—20Ω，10A）
E．滑动变阻器R2（0—200Ω，1A）
F．开关和导线若干
（1）某同学设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是______图所示的电路；

（2）在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选______（填写器材前的字母代号）。通电前应该把变阻器的阻值调至______（填“最左边”或“最右边”）
（3）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的U—I图线，则由图线可得被测电池的电动势E=______V，内阻r＝______Ω。（结果保留3位有效数字）
（4）考虑电表内阻的影响，按正确图示的方式连接所测得的电源电动势和电源电动势的真实值的关系为：E测______E真（填“大于”、“等于”、或“小于”） 测得的电源内阻和电源内阻真实值的关系为：r测______r真（填“大于”、“等于”、或“小于”）。
21．（2021·江苏·涟水县第一中学高二月考）测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U﹣I图象如图所示；请回答下列问题：

（1）如图甲所示，在闭合开关之前为防止电表过载而移动滑动变阻器的滑动头P，应放在滑动变阻器___________处（填“a”或“b”）。
（2）现备有以下器材：
A．干电池1个
B．滑动变阻器（0～50 Ω）
C．电压表（0～3 V）
D．电压表（0～15 V）
E．电流表（0～0.6 A）
F．电流表（0～3 A）
其中电流表应选___________，电压表应选___________。（填字母代号）
（3）如图乙是根据实验数据画出的U﹣I图象。由此可知这个干电池的电动势E=________V，内电阻r=________Ω。（计算结果均保留两位有效数字）
22．（2021·山东·阳谷县第二中学高二月考）用如图甲电路测定一节干电池的电动势和内阻，电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用，除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表（量程0.6A）
B．电流表（量程3A）
C．电压表（量程3V）
D．电压表（量程15V）
E．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）
F．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）
G．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）
H．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）

（1）要正确完成实验，电压表应选择______，电流表应选择______A；定值电阻R0应选择______，滑动变阻器R应选择______；（填各项前面的字母代号）
（2）如图乙所示是根据实验数据作出的图像，由图可知，电源的电动势E=______V，内阻r=______Ω；（结果保留2位有效数字）
（3）引起该实验系统误差的主要原因是______。
23．（2021·安徽·淮北市树人高级中学高二月考）用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：


．电压表（V）（量程2V）
．电流表（）（量程0.6A）
．电流表（）（量程3A）
．定值电阻（阻值3Ω，额定功率4W）
．滑动变阻器 （阻值范围0~20Ω，额定电流1A）
．滑动变阻器 （阻值范围0~2000Ω，额定电流0.1A）
（1）电流表应选________（填器材前的字母代号）。
（2）根据实验数据作出图象（如图乙所示），则蓄电池的电动势________V，内阻________Ω；（结果保留到小数点后两位）。
（3）这位同学对以上实验进行了误差分析，其中正确的是________。
A．电压表有分流作用是造成系统误差的原因，增大可以减小这种误差
B．电流表有分压作用是造成系统误差的原因，减小可以减小这种误差
C．实验测出的电动势小于真实值
D．实验测出的内阻大于真实值
24．（2021·重庆八中高二月考）在测量一节干电池的电动势E和内阻r的实验中，实验室中准备了下列器材：
待测干电池（电动势约1.5V，内阻约为10Ω）
电流表G（满偏电流1.5mA，内阻为10Ω）
电流表A（量程0~0.60A，内阻约为0.10Ω）
滑动变阻器（最大阻值20Ω）
滑动变阻器（最大阻值100Ω）
定值电阻
定值电阻
定值电阻
开关S和导线若干


（1）为了能较为准确地进行测量和操作方便，滑动变阻器选________（选填或），定值电阻选___________（选填、或）；
（2）在实物图中，已正确连接了部分导线，请完成剩余部分的连接；（________）
（3）调节滑动变阻器，某次电流表示数如图甲所示，读数为___________A；


（4）如图乙为该同学根据实验数据作出的图线（为电流表G的示数，为电流表A的示数），由该图线可得，被测干电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（计算结果保留2位小数）
25．（2021·山东·高二月考）某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。
A．待测电源；
B．电阻箱R（最大电阻值为30Ω）
C．小量程电流表G（内阻不计）；
D．定值电阻R0（电阻值为3000Ω）；
E.开关、导线若干。
该同学设计的实验电路图如图甲所示

（1）该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流，则电阻箱的阻值R、小量程电流表的示数I、电源的电动势E、内阻r和定值电阻R0之间的关系为E=________。
（2）多次改变电阻箱的阻值R，读出对应电流表的示数I，作出图像如图乙所示，则电源的电动势E=________V、内阻r=__________Ω。（结果均保留三位有效数字）
26．（2021·江苏·扬州中学高二月考）某同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材和参考电路：
电压表V1（量程3V，内阻约6） 电压表V2（量程15V，内阻约6）
电流表A1（量程0.6A，内阻约0.1）电流表A2（量程3A，内阻约1）
滑动变阻器R1（最大阻值3） 滑动变阻器R2（最大阻值10）
开关，导线若干
A． B．
（1）电压表选V1，电流表选A1，滑动变阻器选 ___________（填写R1或R2）。
（2）选用合适器材后，应选择 ___________（填写A或B）电路进行测量。
（3）电压表示数为___________；电流表示数为___________。


（4）电动势的测量值 _______，内阻r的测量值 ______（填写“偏大”、“偏小”或“准确”）。
（5）另外一个同学为了减小偶然误差设计了下图的测量电路，定值电阻R3的阻值为1，将测得的数据在坐标纸上描点如图。求出电动势E为_______，内阻r为 _______（小数点后保留两位）。


27．（2021·湖北省仙桃中学高二月考）某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，现在实验室提供了如下的器材：
①电压表V（量程3V，内阻约为）
②电流表G（量程3mA，内阻）
③电流表A（量程3A，内阻约为）
④滑动变阻器（，额定电流）
⑤滑动变阻器（，额定电流）
⑥定值电阻
⑦开关S和导线若干
（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是______A。（结果保留两位有效数字）。
（2）该同学根据实际情况设计了如图所示的原理图。请你根据原理图用笔画线代替导线连接实物图。（__________）


（3）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______。（填“”或“”）
（4）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标，绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势，电源的内阻______。（结果保留两位有效数字）
28．（2021·湖北·江夏实验高中高二月考）一兴趣小组要测一节干电池的电动势（约1.5V）和内阻（小于1Ω），借助以下实验器材进行实验。
A．毫安表mA（量程0~600mA，内阻约为0.1Ω）；
B.微安表G（量程0~400µA，内阻为100Ω）；
C．滑动变阻器R1（0~20Ω）；
D.滑动变阻器R2（0~1kΩ）；
E.电阻箱R（0~9999.9Ω）；
F.定值电阻R01（阻值为2.50Ω）；
G.定值电阻R02（阻值为10.00Ω）；
H.开关、导线若干。
（1）将微安表G改装为量程2V的电压表，该小组应将电阻箱调到的阻值为_____Ω。
（2）该小组设计电路原理图如图1所示，则应该选择的滑动变阻器为_______，定值电阻为_______（填器材对应的符号）。
（3）请写出定值电阻在实验中所起的两个作用：_____________________________。
（4）该小组根据记录的数据，作出微安表G的示数I1随毫安表mA的示数I2变化的图像如图2所示，则该节干电池的电动势E=____V，内阻r=____Ω。（保留2位小数）

29．（2021·重庆·高二月考）小明在超市中发现两种品牌的5号干电池，他利用电流表和电压表设计实验，分别测定一节这两种品牌干电池的电动势和内阻。
（1）实验时有开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（，内阻约为）
B．电流表（，内阻为）
C．电流表（，内阻为）
D．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）
E．滑动变阻器（，允许通过的最大电流为）
实验中电流表应选用___________；滑动变阻器应选用___________。（均填相应器材前的字母）
（2）小明应该选择的实验电路是图___________（填“甲”或“乙”）。

（3）小明分别记录了6组数据并在同一坐标纸内画出两个干电池的图线，如图丙所示。根据所画图线可得出品牌I干电池的电动势___________V，内阻___________。（结果均保留两位小数）

（4）小明根据数据发现一节不同品牌干电池的电动势基本相同，只是内阻差异较大，小明继续对Ⅰ、Ⅱ两个品牌干电池做了进一步探究，对电池的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想和实验验证，并分别画出了下列的和图像。下列各图中可能正确的是___________。（填正确答案标号）
A． B． C． D．
30．（2021·全国·高二专题练习）在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室备有如下器材：
电压表V1（量程为，内阻约为）；
电压表V2（量程为，内阻约为）；
电流表A1（量程为，内阻约为）；
电流表A2（量程为，内阻约为）；
滑动变阻器（最大阻值为）；
滑动变阻器（最大阻值为）；
定值电阻（阻值为）；
开关，导线若干。
（1）明同学想要测量一节干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选用_______，最合适的电路图应选用图甲中的_________；
A． B． C． D．
（2）方同学想要测量马铃薯电池的电动势（约）和内阻（约），滑动变阻器应选用________，最合适的电路图应选用图甲中的_________；
（3）若明同学将测得的电压表与电流表的数据在坐标纸上描点，得到如图乙所示的图像，该于电池的电动势_______V、内阻________。（结果均保留到小数点后两位）

31．（2021·江苏省苏州第一中学校高二月考）在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论使用内外接法，都会产生系统误差，为了消除电表内阻造成的系统误差，某实验兴趣小组设计了如图甲实验电路进行测量。
（1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整______。


（2）在开关S、S0断开的情况下进行了以下的实验操作：（已知R0=2Ω）
①将滑动变阻器滑到最左端位置
②分别作出两种情况所对应的U1-I1和U2-I2图像
③单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U2-I2的值，断开开关S0
④单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据U1-I1的值，断开开关S0
上述操作步骤正确顺序是______（填写各步骤前的序号）
（3）单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，两个电表指针如图丙所示，此时U1=______V，I1=______A。


（4）当单刀双掷开关接2位置时，即使将R0看作电源内阻，测出的电源电动势和内阻也存在系统误差，原因是______。（填“电压表分流”或“电流表分压”）
（5）根据测得数据，作出U1-I1和U2-I2图像如图丁所示，根据图线求得电源电动势E=______，内阻r=______。（结果均保留两位小数）

参考答案
1． 2.8 0.60 3.0 0.50
【详解】
（1）①[1]根据原理图可得出对应的实物图，如图所示：

②[2][3]根据闭合电路欧姆定律可得
U＝E－Ir
则由题图c可知电源的电动势
E＝2.8V
内电阻

（2）[4][5]由乙同学的电路接法可知R1左右两部分并联后与R2串联，则可知在滑片从最左端向右移动过程中，滑动变阻器接入电路电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图e所示的图象，则由图象可知当电压为2.5V时，电流为0.50A，此时两部分电阻相等，则总电流为
I1＝1A
而当电压为2.4V时，电流分别对应0.33A和0.87A，则说明当电压为2.4V时，干路电流为
I2＝0.33A＋0.87A＝1.2A
则根据闭合电路欧姆定律可得

解得电源的电动势
E＝3.0V
内电阻
r＝0.50Ω
2．3.6 最大值 S1 R1 6.0 2.9
【详解】
（1）[1]用等值替代法可测出R2接入电路的阻值，电阻箱的示数等于接入电路的阻值为3.6Ω；
（2）①[2][3][4]要用电阻箱与电流表结合测量电动势与内阻，则要改变电阻箱的值，则：
a．在闭合开关前，调节电阻R1或R2至最大值，之后闭合开关S，再闭合S1；
b．调节电阻R1得到一系列电阻值R和电流I数据；
②[5][6]由闭合电路欧姆定律可得
E＝I（R＋RA＋r）
变形得

由上式可知图线的斜率是电动势的倒数，图像的斜率为

解得
E＝6.0V
图线在纵轴上的截距是

解得
r＝2.9Ω
3．R1 甲 小于 小于 A 1.45V
【详解】
(1)[1]为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用R1。
(2)[2]若采用乙图电路，可以将电流表与电池看做一等效电源，此时测得的电动势与真实值相同，测得的内电阻等于电池内电阻与电流表电阻之和，因电池内电阻较小与电流表内阻接近，导致相对误差较大，因此应用甲电路。
[3][4][5]在测量电源的电动势和内阻时，电压表测量电源的外电压准确，因为电压表分流，电流表测量通过电源的电流偏小，作出U-I图线得到的电动势的测量值偏小，内电阻的测量值偏小。
故选A。
(3)[6]由U-I图可知，电源的电动势

[7]内阻

4．ABC 3.00V 1.00
【详解】
（1）[1]A.图中B接3接线柱时，由于B连接的是电源负极，根据电流从红表笔流入，从黑表笔流出，因此B为红表笔，故A正确；
B.当S接触点1或2时，且电路中没有电源，由于表头和电阻并联，故改装成了电流表，且接1时左边的电阻为分流电阻，即一个电阻为分流电阻；接2时两个电阻串联后为分流电阻，所以S接1时分流电阻小，故接1时的量程更大，故B正确；
C.当S接点3时，电表内部有电源，故多用表为欧姆表，倍率越大时，同样的待测电阻时表头指针偏转越小，欧姆表的内阻越大，接入的滑动变阻器阻值越大，故C正确；
D.当开关S接4或5时，多用表为电压挡，但接4时分压电阻为一个电阻，即左边的电阻；接5时两个电阻串联后的总电阻为分压电阻，所以接5时分压电阻的阻值要大，故接5时量程更大，故D错误。
故选ABC；
（2）[2]由I-R图线知，当满偏时

当电阻为R1=150Ω时，电流值等于满偏电流的一半，此时

解得
E=3.00V
[3]通过分析可知欧姆表中值电阻为150Ω，则该小组使用多用电表的“×10”倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。
（3）[3]根据丙图和闭合电路欧姆定律可知

整理可得

结合图像的截距和斜率可知


解得
E=8.33V
r=1.00Ω
5．小于 小于
【详解】
（1）[1][2]电源的电动势在数值上等于外电路断开（即电流表的示数为零）时的路端电压，在题图甲中，当电流表的示数为零时，由于电压表的电阻并非无穷大，电源与电压表构成通路，此时电路中会有微弱的电流，从而造成电池内电阻分压，所以电压表的示数小于电池的电动势，即电池电动势的测量值小于真实值。在这种情况下，所测得的电池内阻实际上是电压表内阻和电源内阻并联后的等效阻值，所以内阻的测量值也小于真实值。
（2）[3][4]根据闭合电路的欧姆定律有

整理得

故图像的斜率为

纵轴截距为

解得


6．B D 2.7 1.1
【详解】
(1)[1]电源电动势约为，应选电压表，故选B。
[2]定值电阻应选定值电阻R2=1000Ω，因为电阻箱如果阻值远小于定值电阻，则电阻箱两侧电压变化范围太小，不能测多组实验数据。故选D。
（2）[3]由题中表达式可知，当

时

则

[4]由题中表达式和图像可知，当

时

则

7．b 1000
【详解】
（1）[1][2]由于滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以一般情况下电路中的电流不会小于3mA，因此需要用电流表A2来测量电流，将电流表A1改装成电压表，故应选b电路。
改装后电压表的内阻为

（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律可得

整理可得

即

解得


8．或电流的倒数 =
【详解】
（1）[1]根据闭合电路欧姆定律可得

变形可得

则用图像法处理数据，得到的图像如图2所示，若不考虑电流表的内阻，图像的横轴x代表的物理量是电流的倒数 。
（2）[2][3]根据图像数据，可知图像的斜率表示电动势，图像的纵轴的截距表示电源的内阻，有


（3）[4]由于电流表分压引起误差，所以其测量的电源电动势等于真实值
E=E0
测量的电源的内阻比真实偏大，相当于测量电流表与电源的内阻的串联阻值；
（4）[5]当电流表读数为200mA时，电压表读数为40mV，则电流表的内阻为

由于测量的电源的内阻比真实偏大，相当于测量电流表与电源的内阻的串联阻值，有

消除系统误差后干电池内阻的测量值为

9． 6.0 1.0 大于
【详解】
(1)[1]实物电路的连接如图所示

(2)[2]两次电流均为I，说明回路总阻值相等，故电阻箱减小的示数等于的阻值，可得

(3)[3][4]由闭合电路欧姆定律可得

整理得

对比图像可得，截距为

斜率为

联立解得
，
[5]若电流表A内阻不可忽略，则据闭合电路欧姆定律可得

整理可得

可得

故电源内阻的实际值较小，即内阻r的测量值大于真实值。
10．C E 见解析 2.9 0.8
【详解】
（1）[1]两节串联干电池组的电压在3V左右，为了读数的精确，电压表应选择C。
[2]滑动变阻器R2的总阻值过大，滑动变阻器R1的总阻值相对较小，为了能够便于控制电流，滑动变阻器应选E。
（2）[3]由于电流表内阻较小，相对于电池组的内阻而言不可忽略不计，所以电流表采用内接法，电路图见答案。
（3）[4]造成电压表读数变化不十分明显的原因在于电池组内阻较小，即使电流变化明显，但内电压依然较小，所以外电压变化不明显。解决这个问题的办法是在电路中串联一个定值电阻，这样定值电阻和电源组成了一个等效电源，将电压表改接为测量这个等效电源的路端电压。
（4）[5]电源的U-I图线的纵截距表示电源的电动势，所以电池组的电动势为
E=2.9V
[6]电源的U-I图线的斜率的绝对值表示电源的内阻，而本实验中所测的是等效电源的内阻，它是定值电阻与电池组内阻之和，所以电池组的内阻为

11． 灯泡 断路 20 20 12.5 5
【详解】
(1)[1]根据电路图连接实物图如图所示


(2) [2][3]根据题意可知电流表的示数由0.45A变为0.5 A，电压表的示数由4V变为10 V，若R1短路则电压表无示数，若R1断路则电流表无示数，若滑动变阻器短路灯泡仍发光，若滑动变阻器断路则电压表无示数；若灯泡短路则电压表无示数；若灯泡断路电压表测量的是外电压，所以示数要增大，电流表示数也将增大符合题意。所以是灯泡断路。
(3)[4][5]灯泡断路后，外电路只有R1，电压表示数即为路端电压，则有

根据欧姆定律可得灯泡的电阻为

发生故障前，灯泡恰好正常发光，则

此时路端电压

此时变阻器的阻值为

(4)[6][7]根据闭合电路欧姆定律
E=U+Ir
故障前

故障后

解得
E=12.5V
r=5Ω
12．B 小于
【详解】
(1)[1]电阻箱接入电路的阻值为零时电路电流最大，为

由闭合电路欧姆定律得
，
内阻在范围内，代入数据解得，在，则应选B；
(2)[2]由图甲所示电路图可知，电源电动势

整理得

(3)[3][4]由图乙得图象斜率

纵轴截距

解得
，
(4)[5]由于电压表分流作用，导致电池内电阻的测量值小于真实值。
13．D B F 4.6 1.8 A
【详解】
（1）[1][2][3]测电动势约4.5 V的电源的电动势与内阻时，由于有定值电阻的存在，电路中的最大电流为
Imax=A≈0.82 A
如果用量程为3 A的电流表，则读数误差太大，因此电流表应选B；测电动势约4.5 V的电源的电动势与内阻时，电路最小电阻为

考虑电源内阻、滑动变阻器电阻，故定值电阻应选D；为方便实验操作，滑动变阻器应选F。
（2）[4][5]由表达式
U=-5.8I+4.6
根据闭合电路欧姆定律有
U=E-I（r+R1）
联立解得电源电动势为
E=4.6 V
内阻
r=1.8 Ω
（3）[6]由电路图可知，电压表的分流作用会造成实验误差，故A项正确，BCD错误。
故选A。
14．0.75 R1 1.5 0.80 偏小 偏小
【详解】
（1）[1]改装后的电流表对应的量程是

（2）[2]根据

为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是R1。
（3）[3][4]改装后的电流表对应的量程是电流表G的量程的250倍，根据闭合电路欧姆定律可得

变形有

根据图像可知，电源的电动势为

电源的内阻为

解得

（4）[5][6]测量电路采用的是伏安法外接法，引起误差的原因是电压表分流，所以上述图线求得的电动势将比真实值偏小，求得的内阻将比真实值偏小。
15． 1.5 0.6
【详解】
（1）[1]连线如图；


（2）[2]由图像可知，电源的电动势
E=1.5V
[3]电源内阻

16．B ① E 3.2 1.3
【详解】
（1）[1][2][3]蓄电池的电动势约为3 V，选量程为0到3V的电压表B，由于电流表的内阻不确定，所以导线接①处，与电池串联的定值电阻阻值已知，有利于准确测出电池的内阻。电流表量程为0.6 A，由

得回路中的总电阻不能小于5 Ω，为了使电压表和电流表的读数变化比较明显，所以滑动变阻器选择阻值较小的E。
（2）[4][5]由图线在纵轴上的截距可得蓄电池的电动势

图线斜率的绝对值

得

17． 0.110 9.09 见解析图 3.0 1.0
【详解】
（1）[1]由于电流表A与电阻并联，且，，当电流表示数为I时，电路总电流应为；根据闭合电路欧姆定律有

代入数据整理得

（2）[2][3]根据图（b）可知电流表示数为，所以其倒数为

（3）[4]如答图所示．

（4）[5][6]根据图像可得


解得


18．0.700 1.114 b
【详解】
（1）[1]电阻丝的直径为0.5mm+0.01mm×20.0=0.700mm
[2]表盘的直径为11mm+0.02mm×7=11.14mm=1.114cm
（2）[3]开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律

可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的端。
（4）[4][5]设圆心角为时，电阻丝接入电路中的电阻为，根据闭合电路欧姆定律

可知

整理得

结合图象的斜率和截距满足


解得电源电动势和内阻为


（5）[6]实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图

原理的简单说明：
① 将开关置于位置，读出电流表示数；
② 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为，读出此时角度θ ；
③ 此时，即可求得的数值。
19． 4.5 1.0 56%
【详解】
(1)[1]伏安法测电源电动势与内阻实验中，电压表测路端电压，电压表示数随滑动变阻器接入电路阻值的增大而增大；描绘小灯泡伏安特性曲线实验中，电流表测流过灯泡的电流，灯泡两端电压随滑动变阻器接入电路电阻的增大而减小；调节滑动变阻器时，电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，则测路端电压，V2测灯泡两端电压，电路图如图所示．

(2)[2][3]电源的U–I图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源电动势
E=4.5 V
电源内阻
．
(3)[4]由图乙所示图象可知，两图象的交点坐标，即灯泡电压UL=2.5 V，此时电路电流I=2.0 A，因此时两个电压表读数相同，可知滑动变阻器的阻值为0；
电源的效率为

20．b D 最右边 1.45（1.44--1.46） 1.00（0.957--1.05） 小于 小于
【详解】
(1)[1]由于干电池的内阻很小，所以采用电流表的外接法，即图b的方法更合理；(2)[2]同理为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器的最大值小一些更合理，方便调节，故应选D；
[3]为了保护电路，通电前应该把变阻器的阻值调至最大，也就是最右边；
(3)[4]电源的U-I图像中，与纵轴（U轴）的交点是电源电动势，故电源电动势值为

[5]U-I图像的斜率表示电源内阻，故电源内阻为

(4)[6][7]由于电压表的分流作用，流过电源的电流大于电流表的示数，根据

可得


可得电源电动势测量值小于电动势的真实值，电源内阻的测量值小于真实值。
21．a E C 1.5 0.75
【详解】
（1）[1]滑动变阻器采用限流接法，在闭合开关之前为防止电表过载，划定变阻器滑动头P应放在滑动变阻器a处；
（2）[2][3][由图乙可知：电路中的最大电流为0.4A，因此电流表选择量程为0.6A比较合适，故电流表则E，电源电动势约为1.5V，因此电压表选择量程为3V比较合适，故电压表选择C；
（3）[4][5]由图乙可知，电源的U﹣I图象与纵轴的交点坐标值是1.5，则电源电动势为1.5V，图象的斜率表示电源内阻，所以电源内阻为

22．C A E G 1.5 1.0 由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小
【详解】
（1）[1][2][3][4]由于电源是一节干电池1.5V，所选量程为3V的电压表C，估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几欧左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表A；由于电池内限很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大，所以定值电阻选E，滑动变阳器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0~109能很好地控制电路中的电流和电压，若取0~1009会出现开始几乎不变最后突然变化的现象，所以滑动变阻器选G；
（2）[5][6]由图示电源的图像可知，电源的电动势为

图像斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为

（3）[7]引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用，导致造成电流表读数总是比电池实际输出电流小。
23．B 2.10 1.20 AC
【详解】
（1）[1]估算电路中的最大电流

所以选择量程为0.6A的电流表B；
（2）[2][3]根据闭合电路的欧姆定律，则有

则图线的纵坐标表示电源电动势，由图可得E=2.10V；
图线的斜率

代入数据解得

（3）[4]AB．由电路图可知，电压表有分流作用是造成系统误差的原因，增大，则流过电流表的电流越接近总电流，则可以减小这种误差，故A正确，B错误；
CD．相对于电源来说，电流表采用外接法，由于电压表分流作用，电流测量值小于真实值，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示


由图象可知，电动势的测量值小于真实值，电源内阻的测量值小于真实值，故C正确，D错误。
故选AC。
24． 0.42A 1.47（1.46~1.47） 0.73（0.71~0.75）
【详解】
（1）[1][2]为了能较为准确地进行测量和操作方便，滑动变阻器选阻值较小的R1即可；题中无电压表，可用定值电阻R3与电流计G串联，构成量程为

的电压表；
（2）[3]电路连线如图；


（3）[4]电流表的最小刻度为0.02A，则电流表示数为0.42A；
（4）[5][6]根据闭合电路的欧姆定律可写出
I1（Rg+R3）=E-I2r
所以



结合图象纵截距可知
E=I1m（Rg+R3）=1.47×10-3×（10+990）V=1.47V
结合图象的斜率知

所以内阻
r=0.75Ω
25． 3.00 1.33
【详解】
（1）[1]根据电路图，由闭合电路的欧姆定律得

（2）[2][3]根据

可得

由图示−图象可知，图象的斜率

纵轴截距的绝对值

解得，电源电动势

电源内阻

26．R2 B 1.10V 0.16A 偏小 偏小 1.48V 0.10Ω
【详解】
（1）[1]因为干电池的内阻较小，为了方便调节，故选择最大阻值较小的滑动变阻器，即选R2；
（2）[2]选择合适的仪器后，为了方便测量，电流表应采用相对于电源的外接法，误差较小，故选B；
（3）[3]由题知，电压表选V1，量程为0-3V，分度值为0.1V，示数为1.10V；
[4]由题知，电流表选A1，量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.16A；
（4）[5][6]由于电压表的分流作用，流过电源的电流大于电流表示数，当外电路短路时电流的测量值与真实值相等，U-I图象如图所示


U-I图象与纵轴交点坐标轴是电源电动势，图象斜率的绝对值等于内阻，由图示图象可知，电动势的测量值比真实值偏小，内阻的测量值比真实值偏小；
（5）[7][8]用直线将各点连接，作出图象如图所示


由图示电路图和闭合电路的欧姆定律得

由图示U-I图象可知，图线纵截距即为电源电动势E=1.48V；
根据图象斜率的绝对值可知

则电源内阻为

27．0.75 0.80
【详解】
（1）[1]根据串并联规律可得，则他改装后的电流表对应的量程是

（2）[2]连接实物图如图所示


（3）[3]根据

为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是。
（4）[4]根据闭合电路欧姆定律有

根据图像则有

电源的内阻为

28．4900 保护电路，增大改装后的电压表电压的变化范围 1.44 0.50
【详解】
（1）[1] 将微安表G改装为量程2V的电压表，当微安表满偏时，微安表和电阻箱两端电压之和应为2V，有

解得

（2）[2][3]为操作方便，滑动变阻器选择阻值范围较小的。为保证测量的精确度，用于增大改装后的电压表电压的变化范围的定值电阻不宜过大，故选。
（3）[4] 定值电阻有保护电路和增大改装后的电压表电压的变化范围的作用。
（4）[5][6]根据闭合电路欧姆定律有

整理得

结合图像可知


解得
E=1.44V，
29．C D 乙 1.50（1.49～1.51均可） 0.33（0.30～0.40均可） AD
【详解】
（1）[1][2]干电池的电动势约为，本实验要求电流不可过大，故电流表选择量程为的C；滑动变阻器应选D，若滑动变阻器选E，由于总阻值较大，则滑片滑动时移动范围小，不方便调节。
（2）[3]由于电流表内阻已知，采用乙图电路，电流表分压造成的系统误差可以消除，故选乙图。
（3）[4][5]由

可得，图线Ⅰ的纵截距为

斜率的绝对值，减去电流表的内阻，即电池的内阻为

（4）[6]根据公式

可知内、外电阻相等时输出功率最大，且Ⅱ品牌电池内阻较大，又由

可知，Ⅱ品牌电池最大输出功率较小，A正确，B错误；
输出功率

可知图线应为开口向下的抛物线，又由

可知，电动势相同，内阻越小，最大输出功率越大，C错误，D正确。
故选AD。
30． C B 1.48 0.90
【详解】
（1）[1] 一节干电池的电动势和内阻，滑动变阻器起改变电流作用，为了使电流变化范围较大，且便于操作，应选择最大阻值为30Ω的滑动变阻器 。
[2]新的干电池内阻较小，所以需要给电池串联一个定值电阻R3，方便测量，而D图中测量的内阻为电流表内阻、电源内阻和定值电阻R3之和，因为干电池内阻较小，所以内阻的测量会引起较大误差。
故选C。
（2）[3]铃薯电池的电动势（约），内阻（约）内阻值较大，需要较大的滑动变阻器进行分压。故选
[4]马铃薯电池的电动势较小，A图中电压表分流，所以电流表测量的干路电流偏小，则电动势测量值偏小，所以不宜选用；选择B图测量的干路电流I准确，根据闭合电路欧姆定律

可知当I=0时，断路电压即为电动势，所以B图能准确测量马铃薯的电动势，内阻测量偏大，为电流表和马铃薯内阻之和，但因为马铃薯内阻远大于电流表内阻，所以误差较小
故选B。
（3）[5] 则图线纵截距即为电源电动势

[6] 根据图像斜率的绝对值可知

则电源内阻为

31． ①④①③②或①③①④② 1.30 0.10 电压表分流 1.80V 2.50Ω
【详解】
（1）[1]电路图如下


（2）[2]①将滑动变阻器滑到最左端位置；
④单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关S0；
①将滑动变阻器滑到最左端位置；
③单刀双掷开关S与2闭合，闭合开关S0，调节滑动变阻器R，记录下若干组数据的值，断开开关S0；
②分别作出两种情况所对应的和图像。
故正确的顺序为①④①③②或①③①④②。
（3）[3]电压表读数为1.30V。
[4]电流表读数为0.10A
（4）[5]电压表分流，导致电流表示数偏小。
（5）[6]单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量准确，故电源电动势为U1-I1的纵截距，即1.80V。
[7] 当单刀双掷开关接2位置时，电压表示数为零时，电流表测量准确，电路中的短路电流为0.4A，则有

解得