高中物理人教版 (2019)必修 第三册3 实验：电池电动势和内阻的测量课时训练

2021-2022学年度高二物理第十二章电能能量守恒定律第三节实验：电池电动势和内阻的测量（三）必修第三册（人教版2019）

未命名

一、单选题

1．如图所示的电路，当滑动变阻器的滑片向上滑动时，则

A．电阻R1消耗的电功率变大

B．电源总的功率变大

C．电源内部消耗的功率变大

D．电容器贮存的电能变大

2．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

3．如图所示，用一只电流表和两个定值电阻测电源电动势和内电阻，由于未考虑电流表的内阻，其测量值E和r与真实值和相比较，正确的是（　　）

A．， B．，

C．， D．，

4．“等效法”是简化电路的一种常用方法如图所示两个虚线框中的电路都可视为一个新的等效电源：图甲中是一个电动势为E、内阻为r的电源和一阻值为的定值电阻串联；图乙中是一个电动势为E、内阻为r的电源和一阻值为的定值电阻并联；下列关于这两个等效电源的电动势和内阻的说法正确的是（　　）

A． B． C． D．

5．某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合．为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是(      )

A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器

B．一个伏特表和多个定值电阻

C．一个安培表和一个电阻箱

D．两个安培表和一个滑动变阻器

6．2016年10月19日，航天员景海鹏、陈冬顺利进入天宫二号。在天宫二号内，下列实验不能进行的是（　　）

A．用弹簧秤验证平行四边形定则

B．用伏安法测干电池电动势和内阻

C．用自由落体运动研究动能与重力势能转化的规律

D．用DIS研究温度不变时，一定质量气体压强与体积的关系

7．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。某同学按如图左所示的电路图进行测量实验，其中为保护电阻，图为电压表示数与电流表示数对应关系图像，则下列说法正确的是（　　）

A．滑动变阻器的滑片从最左边滑到最右边的过程中，电压表读数一直增大

B．滑动变阻器的滑片从最左边滑到最右边的过程中，电流表读数先减小后增加

C．电源的电动势，内电阻

D．电源的电动势，内电阻

8．电源电动势为E，内电阻为r，电源向可变电阻R供电，下列说法中正确的是（　　）

A．电动势和电势差单位相同，物理意义也相同

B．由可知I增大时，路端电压增大

C．电源电动势E等于电源两极间的电压

D．电源电动势E等于内、外电路上的电压之和

9．某同学在做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验时，记录的数据如下表所示：发现实验结果与预期的不一致。分析记录的数据可估计实验电路错误所在。已知下图中的均为保护电阻，则该同学的实验电路可能错接成图中的（　　）。

A． B． C． D．

10．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．电池电动势的测量是准确的，内电阻的测量值偏小

B．电池内阻的测量值为3.50 Ω

C．外电路发生短路时的电流为0.40 A

D．电压表的示数为1.20 V时，电流表的示数I′=0.20 A

二、多选题

11．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0~，连接电路的实物图如图所示。关于该学生接线的说法正确的是（　　）

A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表接线有误

C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不正确

12．某实验小组的同学在测定一节干电池的电动势和内阻的实验时，实验器材的连接如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．滑动变阻器连接得不正确 B．电压表的量程合适

C．电压表的量程不合适 D．电压表的接线不妥当

三、解答题

13．如图所示电路中，电源的电动势E=4V，内电阻r=1Ω，电阻R1可调。已知R2=6Ω，R3=3Ω，求：

（1）先将R1调到3Ω后固定，则开关S断开和接通时，通过R1的电流分别为多大？

（2）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，应将R1的阻值调到多大？这时A、B间消耗的最大电功率是多少？

（3）为了使开关S接通时R1自身消耗的功率最大，应将R1的阻值调到多大？这时R1消耗的最大电功率是多少？

14．一个闭合电路，当路端电压为时，通过电源的电流为；当路端电压为时，通过电源的电流为，求电源的电动势E和内电阻r（请在下面方框中画出电路原理图）

参考答案

1．D

【解析】

AB. 由闭合电路欧姆定律可知,当滑动触头向上滑动时,接入电路的电阻变大,则总电阻R总变大,I减小,电源的功率P=EI,则P变小,根据P=I2R1知电阻R1消耗的功率变小，故AB错误；

C. 总电流减小,电源内部消耗功率P内=I2r减小，故C错误；

D. I减小,路端电压U增大,而R1分压U1减小，所以电容器上的电压增大．由Q=CU知：Q变大，电容器充电，电容器贮存的电能变大，故D正确；

故选D

点睛：当滑动变阻器的滑片向上滑动时，先分析变阻器接入电路的电阻如何变化，再分析总电阻如何变化，即可由闭合电路欧姆定律判断干路电流和路端电压如何变化，进一步得到并变阻器两端电压的变化，即可分析功率如何变化．

2．A

【详解】

U—I图像中，图线与纵坐标的交点为电源电动势，斜率的绝对值表示电源内阻大小，由此可知电池a的电动势较大，a的斜率较大，a电池的内阻较大，A正确，BCD错误。

故选A。

【点睛】

考点：考查对U—I图像的理解和应用

点评：本题难度较小，掌握闭合电路欧姆定律U=E-Ir的物理意义，明确图像中与横轴、纵轴交点和斜率的物理意义

3．C

【详解】

不考虑电流表的内阻时，由闭合电路欧姆定律得

联立解得

考虑电流表的内阻时，由闭合电路欧姆定律得

联立解得

故选C。

4．A

【详解】

AB．根据电路特征知题图甲中M、N两点间的电压为

题图乙中M、N两点间的电压为

所以两个等效电动势的关系为

故A正确，B错误；

CD．根据电路特征知题图甲中M、N两点间的电阻为

题图乙中M、N两点间的电阻为

所以两个等效内阻的关系为

故C、D错误。

故选A。

5．D

【详解】

A中根据闭合回路欧姆定律可得，可测量多组数据列式求解，A正确；B中根据欧姆定律可得，测量多组数据可求解，B正确；C中根据欧姆定律可得，可测量多组数据列式求解，C正确；D中两个安培表和一个滑动变阻器，由于不知道滑动变阻器电阻，故无法测量，D错误；

【点睛】对于闭合回路欧姆定律的应用，一定要注意公式形式的变通，如本题中，，，结合给出的仪器所测量的值，选择或者变通相对应的公式，

6．C

【分析】

考查完全失重的特点。

【详解】

A．用弹簧秤验证平行四边形定则与重力无关，故可以进行，不符合要求，A错误；

B．用伏安法测干电池电动势和内阻与重力无关，可以进行，不符合要求，B错误；

C．用自由落体运动研究动能与重力势能转化的规律时，与物体的重力有关，故C不能进行，符合要求，C正确；

D．气体压强与重力无关，故用DIS研究温度不变时，一定质量气体压强与体积的关系可以进行，不符合要求，D错误。

故选C。

7．C

【详解】

A．由电路接法可知左右两部分并联后与串联，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，故A错误；

B．总电流先减小，右边支路电压增加电阻减小故电流增加，则电流表支路电流先减小，当两支路电阻相等后再向右移动阶段，电流表支路电压减电阻增加故电流表示数还是在减小，故B错误；

CD．则由图像可知当电压为2.5V时，电流为0.50A，此时两部分电阻相等，则总电流为；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

则根据闭合电路欧姆定律可得

解得电源的电动势

内电阻

故C正确；D错误。

故选C。

8．D

【详解】

A．电压就是电势差，虽然名称不同，但物理意义相同、单位相同；电动势是表示电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量，与电压的物理意义不同，故A错误；

B．根据闭合电路欧姆定律，，电流增加说明外电阻减小了，由可知，路端电压增减小，故B错误；

C．根据闭合电路欧姆定律，路端电压当外电路断路时，，才有电动势等于电源两极间的电压，故C错误；

D．根据闭合电路欧姆定律，电动势大小等于内、外电压之和，故D正确。

故选D。

9．B

【详解】

根据图表可知电压表示数与电流表示数同时增大，对B图，定值电阻有

可能同时测量定值电阻两端的电压和电流，对A图，

CD图

故电压随电流增大而减小。

故选B。

10．D

【详解】

AB．由图像可知，电动势测量值E测=1.4V，电源内阻测量值为

由图甲电路图可知，相对于电源来说，电流表采用了外接法，由于电压表的分流，使电流表所测电流小于流过电源的电流，实验误差来源于电压表的分流，电动势的测量值表示为

内阻的测量值表示为

AB错误；

C．外电路发生短路时的电流为

C错误；

D．电压表的示数为1.20V时，电流表的示数

D正确。

故选D。

11．AD

【详解】

A．由题图知，移动滑动变阻器触头时，不会改变接入电路的电阻大小，滑动变阻器不起变阻作用，故A正确；

B．电流表只允许电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，而且应该选择0~量程，图中电流表接线正确，故B错误；

C．图中电源为两节干电池，电动势为，所以电压表量程应选用0~，故C错误；

D．图中开关不能控制电压表，且电流从负接线柱流入，从正接线柱流出，所以电压表的接线不正确，故D正确。

故选AD。

12．ABD

【详解】

A．在实物连线图中，滑动变阻器的两个固定端接入电路，滑片没有接入，所以移动滑动变阻器滑片时，不会改变接入电路的电阻大小，变阻器不起变阻作用，故A正确；

BC．题图中电源由一节干电池充当，电动势约为1.5 V，所以电压表的量程应选用0~3 V，故B正确，C错误；

D．题图中把电压表直接和电池两端并联，这样即使将开关断开，电压表仍有示数，即开关不能控制通过电压表的电流，且电流从电压表负接线柱流入，从电压表正接线柱流出，所以电压表的接线不妥，故D正确。

故选ABD。

13．（1）0.4A；0.67A（2）1Ω；2W（3）3Ω；1.33W

【详解】

（1）将R1调到3Ω后固定，则开关S断开时通过R1的电流

开关S接通时

通过R1的电流为

（2）为了使A、B之间电路的电功率在开关S接通时能达到最大值，则需满足

即应将R1的阻值调到1Ω；这时A、B间消耗的最大电功率是

（3）为了使开关S接通时R1自身消耗的功率最大，则需满足

应将R1的阻值调到3Ω；这时R1消耗的最大电功率是

14．3.0V，1.0Ω，图见解析

【详解】

电路原理图如图所示

根据闭合电路欧姆定律

E=U+Ir

可得

E=2.8+0.2r

E=2.7+0.3r

解得

E=3.0V，r=1.0Ω