人教版 (2019)必修 第三册3 实验：电池电动势和内阻的测量优秀巩固练习

12.3实验：电池电动势和内阻的测量同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第三册

一、选择题（共15题）

1．某同学用如图甲所示的电路做“测定电源电动势和内电阻”的实验，并根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图象，待测电源的电动势E，内电阻r   (     )

A．0.40V     1Ω B．0.40V     3.5Ω

C．1.40V     1Ω D．1.40V     3.5Ω

2．用伏安法测电池1和电池2的电动势E1、E2以及内阻r1和r2。由测得的数据在U—I图上分别它们的图线直线1和直线2，如图所示，由图可以判断（   ）

A．E1 < E2，r1 < r2 B．E1 < E2，r1 > r2 C．E1 > E2，r1 > r2 D．E1 > E2，r1 < r2

3．测定电源电动势E和内阻r实验电路如图所示，按图连接好电路，当滑动变阻器的滑片由右端滑到中点的过程中，电流表示数有明显变化，但电压表示数基本不变，只有滑片滑到左端附近时，电压表才有比较明显变化．则以下关于滑动变阻器总阻值R与电源内阻r的关系正确的是

A．R比r稍小 B．R比r稍大 C．R比r小很多 D．R比r大很多

4．如图所示，是甲、乙、丙三位同学设计的测量电源电动势和内电阻的电路，电路中、为已知阻值的电阻，下列说法中正确的是

A．只有甲同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻

B．只有乙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻

C．只有丙同学设计的电路能测出电源的电动势和内电阻

D．三位同学设计的电路都能测出电源的电动势和内电阻

5．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为，接电路的实物图如图所示。下列对该学生接线说法错误的是（　　）

A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表接线有错

C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥

6．为测量电源的电动势和内阻，甲同学采用图甲所示的方案，测得电源电动势为E1，内阻为r1；乙同学采用图乙所示的方案，测得电源电动势为E2，内阻为r2。若他们选用的是同一个电池，且操作过程均完全正确，所选电源电动势的真实值为E，电源内阻的真实值为r，由于系统误差的存在，则（　　）

A．， B．，

C．， D．，

7．如图甲所示，R 为电阻箱(0～99.9Ω)，置于阻值最大位置，为末知电阻．断开，闭合，逐次减小电阻箱的阻值，得到一组R、I的值，并依据R、I值作出了如图乙所示的图线；断开，闭合，当R调至某一位置时，电流表的示数=1.0A；保持电阻箱上各旋钮的位置不变，断开，闭合，此时电流表的示数为=0.8 A．据以上数据可知(电流表内阻不计)

A．电源电动势为3.0V

B．电源内阻为2Ω

C．R.的阻值为2Ω

D．断开，接通时，随着R的减小，电源输出功率一直增大

8．如图甲所示为测量一节干电池的电动势和内电阻的实验电路图，根据测得的数据作出了如图乙所示的U—I图线，以下实验结论正确的是（　　）

A．电池电动势和内电阻的测量值均偏大

B．电池内阻的测量值为3.50Ω

C．外电路发生短路时的电流为0.40A

D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′=0.20A

9．利用如图所示电路可以测出电压表的内阻。已知电源的内阻可以忽略不计，R为电阻箱。闭合开关，当R取不同阻值时，电压表对应有不同读数U。多次改变电阻箱的阻值，所得到的图象应该是（　　）

A． B． 

C． D．

10．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表的量程为0.6A，内阻约0.1Ω；电压表的量程为3V，内阻约3kΩ；G为小量程电流表，内阻约为200Ω；电源电动势约3V，内阻较小，下列电路中正确的是（　　）

A．测定一段电阻丝（约5）的电阻

B．测定电源的电动势和内电阻（约3）

C．测绘小灯泡（额定电压为2.5V）的伏安特性曲线

D．测定电流表G的内阻

11．如图甲所示，电压表V1、V2串联接入电路中时，示数分别为6 V和4 V，当只有电压表V2接入电路中时，如图乙所示，示数为9 V，电源的电动势为 （　　）

A．9.8 V B．10 V C．10.8 V D．11.2 V

12．在“用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻”的实验中，某同学通过测量两个电池的电流和电压，得到了如图所示的图线，从图象中可以看出（       ）

A．电池的电动势较大，内电阻较大

B．电池的电动势较小，内电阻较小

C．电池的电动势较小，内电阻较大

D．电池的电动势较大，内电阻较小

13．小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路，电阻R的阻值以及电源的电动势和内阻均未知，电压表另一端的接线位置待定。通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据，并描绘出U-I关系图像（U、I分别为电压表和电流表的示数）。不计电表对电路的影响。下列说法正确的是（ ）

A．若接a，利用该图像可得到电阻R的阻值

B．若接b，利用该图像可得到电阻R的阻值

C．若接a，利用该图像可得到电源的电动势和内阻

D．若接b，利用该图像可得到电源的电动势和内阻

14．如图为“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验电路，电源由两节干电池串联而成（电池允许通过最大电流为0.6 A）。保护电阻R有四种规格，其中最适合的是（　　）

A．5 Ω、2.0 W B．5 Ω、0.2 W C．50 Ω、20 W D．50 Ω、2.0 W

15．某同学在设计测电源电动势和内阻的电路时，电压表可视为理想电表，电流表的内阻不能忽略。能精确地测量出电源的电动势和内阻的电路为（　　）

A． B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．某同学进行了测定电源电动势和内电阻的实验，将实验数据描绘得到如图（A）所示的图象。根据图（A）可得，该电源的电动势为_____V，内电阻为_____Ω；若该同学在实验时采用如图（B）所示的电路，多次测量后，发现电源电动势的测量值总是小于真实值，引起此误差的原因是_____（计算结果保留两位有效数字）

17．在“用DIS测电源的电动势和内阻”实验中，某次实验得到的电源的U-I图线如图(a）所示。

(1)由图(a)实验图线的拟合方程可得，该电源的电动势E=_____V，内阻r=___Ω。

(2)根据实验测得的该电源的U、I数据，若令y=UI，x=U/I，则由计算机拟合得出的y-x图线如图(b)所示，则图线最高点A点的坐标x=_______Ω，y=______W（结果保留2位小数）。

(3)若该电池组电池用旧了，重复该实验，请在图(b)中定性画出旧电池组的y-x图线__________；并经推理分析对所画图线做出合理的解释。

18．某同学，将测量的数据反映在U-I图线（如a图线所示），根据这一图线，可求出电池的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω；（保留小数点后两位）

将此电源与一小灯泡L连接，组成闭合回路。小灯泡U-I图线如b图线所示。可知此时小灯泡的实际功率P=___________。

19．小宇要测定一电源的电动势和内阻，已知待测电源的电动势约为17V，内阻约为1.5 ， 实验室提供的实验器材有：

内阻未知、量程为6V的电压表V，内阻约为0.3、量程为3A的电流表A，滑动变阻器（0~, 3 A) , 电阻箱（最大阻值为999 999 ），开关以及导线若干．

（1）为了满足测量的要求，需将电压表改装成量程为18V的电压表，改装前应先精确测量电压表的内阻，设计的电路为图中的电路a和b，小宇经分析，选择了电路a，请说明不选择电路b的理由：____________________________________（2）小宇选择好电路后，通过以下操作并完成了测量：

①开关闭合前，将电阻箱的阻值调为零，并将滑动变阻器的滑片滑至最左端；

②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片直到电压表的指针达到满偏；

&#xF083;保持滑片的位置不动，调节电阻箱直到电压表的指针指在满刻度的处为止，此时电阻箱的示数如图丙所示，则电压表的内阻为_______________

④若保持③中电阻箱的阻值不变，将该电阻箱与电压表串联进行改装，则改装后的电压表具程为__________V

(3)小宇同学将电压表改装后，设计了电路c测量电源的电动势和内阻，并根据得到的多组电压表V和电流表A的读数描绘出了图像，如图所示，则由图像可知该电源的电动势大小为_________V，内阻大小为______________（结果保留3为有效数字）

三、综合题（共4题）

20．如图所示为电压表和电流表测定电源的电动势和内电阻的电路图，采用的是电流表外接法．若已知电压表和电流表的内电阻分别为RV和RA，试计算用这个电路测得的电动势及内电阻的相对误差．

21．如图所示，R1＝28Ω，R2＝18Ω，当开关处于位置1时，电流表示数为I1＝0.4A；当开关处于位置2时，电流表示数为I2＝0.6A，内阻RA＝0.8Ω．求：电源电动势E及内阻r．

22．某实验小组利用铜片、锌片和家乡盛产的柑橘制作了果汁电池，他们测量这种电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响，实验器材如图所示，测量E和r的实验方案为：调节滑动变阻器，改变电源两端的电压U和流经电源的电流I，依据公式利用测量数据作出U-I图像，得出E和r．

（1）将电压表视为理想表，要求避免电流表分压作用对测量结果的影响，请在图中用笔画线代替导线连接电路

（2）实验中依次减小铜片与锌片的间距，分别得到相应果汁电池的U-I图像如图中（a）（b）（c）（d）所示，由此可知，在该实验中，随电极间距的减小，电源电动势______（选填“增大”、“减小”或“不变”），电池内阻_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）

（3）对图线c，当外电路总电阻为2500Ω时，该电源的输出功率P=_________mW．

23．如图所示的电路中，所用电源的电压恒定U=6V，电阻R1可调。现将R1调到8Ω后固定。已知R2=6Ω，R3=12Ω，求：

(1)开关S断开时，AB两点间R2的电功率为多大？

(2)开关S接通时，AB两点间R2的电压为多大？

(3)开关S接通时，AB两点间R3的电功率为多大？

(4)开关S接通时，电阻R1可调。现将R1调到某个值后固定后则AB两点间的电功率为最大值。请求出R1为多少及最大电功率为多大？

参考答案：

1．C

2．A

3．D

4．D

5．C

6．A

7．D

8．D

9．A

10．B

11．C

12．A

13．D

14．A

15．A

16．     3.0     1.0     电压表内阻分流，导致电流表的示数小于真实的干路电流值

17．     E=2.83V     r=1.03Ω。     x=1.03     y=1.94   

18．     1.48     0.77     0.375

19．     通过电流表的电流太小，电流表无法准确测量     25226     18     17.4     1.60

20．ηE=0   ηr=

21．E=12V；r=1.2Ω

22．（1）如图所示

（2）不变，增大

（3）

23．(1)开关S断开时，AB两点间R2的电功率为1.1W；

(2)开关S接通时，AB两点间R2的电压多大2V；

(3)开关S接通时，AB两点间R3的电功率为0.33W；

(4)R1为0时AB两点间电功率最大，电功率为9W。

(3) 开关S接通时，R3两端的电压为

则R3的电功率为

(4) 开关S接通时，A、B之间的总电阻为定值，所以，只有当，总电流最大，A、B之间的电功率才最大，此时电功率为