高中教科版 (2019)7 实验:测量电池的电动势和内阻练习

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2.7实验：测量电池的电动势和内阻同步练习教科版（          2019）高中物理必修第三册

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上均无效，不予记分。

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

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图象，利用图象回答下列问题。
   由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，关于该同学实验测量值误差的分析正确的是

A. 由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值大于真实值
B. 由于电压表的分流作用，使得内阻的测量值小于真实值
C. 由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值大于真实值
D. 由于电流表的分压作用，使得内阻的测量值小于真实值

2. 在如图所示的电路中，已知电阻和的阻值，在电键打到位置和位置时，在电流表中读出

A. 可以测量电源电动势，但不能测量电源内电阻
B. 可以测量电源内电阻，但不能测量电源电动势
C. 可以测量电源电动势，也可以测量电源内电阻
D. 不能测量电源电动势，也不能测量电源内电阻
 

3. 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，连接电路的实物图如图所示．该学生接线中错误的和不规范的做法是：
   滑动变阻器不起变阻作用    电流表接线有错
   电压表量程选用不当        电压表接线不妥．

A.  B.  C.  D.

4. 用伏安法测量电源电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中正确的是   

A. 应选用新的干电池作为被测电源，以使电压表的示数变化比较明显
B. 应选用内阻较小的电压表和电流表
C. 移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路，以免造成电源过载
D. 根据实验记录的数据作图线时，应使所有描出的点都在直线上

5. 用伏安法测量电源电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中正确的是   

A. 应选用新的干电池作为被测电源，以使电压表的示数变化比较明显
B. 应选用内阻较小的电压表和电流表
C. 移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路，以免造成电源过载
D. 根据实验记录的数据作图线时，应使所有描出的点都在直线上

6. 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
 

7. 实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻．根据实验中记录下的数据做出图象如图所示，可知电池的电动势和内电阻是   

A.
B.
C.
D.
 

8. 在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的图象，如图所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是

A. 短路电流
B. 电源内阻
C. 电源电动势
D. 全电路电阻

9. 采用如图所示电路，通过改变外电路电阻，测出多组、的数据，作出图象，利用图象可以求解出电源的电动势和内电阻的值．某同学考虑到实验中使用的电压表和电流表的实际特点，认为本实验是存在系统误差的．关于该实验的系统误差，下列分析正确的是

A. 滑动变阻器接入电路的阻值越大，系统误差越小
B. 滑动变阻器接入电路的阻值大小对系统误差没有影响
C. 安培表的分压作用导致该实验产生系统误差
D. 电压表的分流作用导致该实验产生系统误差

10. 下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既减小偶然误差，又直观、简便的方法是

A. 测出两组，的数据，代入方程组和中，即可求出和
B. 多测几组，的数据，求出几组，，最后分别求出其平均值
C. 测出多组，的数据，画出图象，再根据图象求，
D. 多测出几组，数据，分别求出和的平均值，用电压表测出开路时的路端电压即为电动势，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

11. 多选如图是根据某次测量电池的电动势和内阻的实验记录数据画出的图象，下列说法中正确的是

A. 纵轴截距表示待测电池电动势，则
B. 横轴截距表示短路电流，
C. 根据，计算出待测电源内电阻为
D. 根据，计算出待测电源内电阻为
 

12. 为测定电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的的是

A. 一只电流表和一只电阻箱 B. 一只电压表和一只电阻箱
C. 一只电流表和一个滑动变阻器 D. 一只电压表和一个滑动变阻器

13. 多选用图象法计算电动势和内阻时，先要描点，就是在坐标系中描出与每组、值对应的点，以下说法中正确的是

A. 这些点应当准确地分布在一条直线上，即图线应通过每个点
B. 这些点应当基本上在一条直线上，由于偶然误差不能避免，所以图线不可能通过每一个点
C. 不在图线上的点应当大致均衡地分布在图线两侧
D. 个别偏离直线太远的点，应当舍去

14. 某同学利用如下左图电路测量电源的电动势和内阻，测得的电压表读数为，电阻箱读数为，并绘制得到如下右图的与的函数关系，该图线的斜率为，纵截距为已知电压表内阻远大于电源内阻，则

A. 电源的电动势为 B. 电源的电动势为
C. 电源的内阻为 D. 电源的内阻为

15. 为测定电池的电动势和内阻，待测电池、开关、导线配合下列仪器可达到实验目的是

A. 一只电流表和一只电阻箱 B. 一只电压表和一只电阻箱
C. 一只电流表和一个滑动变阻器 D. 一只电压表和一个滑动变阻器

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

16. 某同学设计了如图所示的电路测电源电动势及电阻和的阻值．实验器材有：
    
    待测电源不计内阻
    待测电阻，定值电阻
    电流表量程为，内阻不计
    电阻箱
    单刀单掷开关，单刀双掷开关
    导线若干．
    先测电阻的阻值只有几欧姆请将小明同学的操作补充完整：闭合，将切换到，调节电阻箱，读出其示数和对应的电流表示数；将切换到，调节电阻箱，使______，读出此时电阻箱的示数，则电阻的表达式为______．
    该同学已经测得电阻，继续测电源电动势该同学的做法是：闭合，将切换到，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数和对应的电流表示数，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势______，电阻______
    若实际电流表内阻不可忽略，则的测量值______填“大于”“等于”或“小于”真实值．
17. 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，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：
    
    A.电压表量程
    B.电流表量程
    C.电流表量程
    D.定值电阻阻值，额定功率
    E.滑动变阻器阻值范围，额定电流
    F.滑动变阻器阻值范围，额定电流
    电流表应选______；滑动变阻器应选______；填器材前的字母代号。
    根据实验数据作出图象如图乙所示，则蓄电池的电动势______，内阻______；
    用此电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻，产生误差的原因是______；测出的电动势与真实值相比偏______；

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

18. 要测量一节内阻较大的干电池的电动势和内阻，某同学设计了如图所示的实验电路，电路中的定值电阻．

闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最右端闭合开关后，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数、，填在下表中，请根据表格数据在图下所示的坐标系中作出的图象．

根据作出的图象可得到电池的电动势____，电池的内阻____．

由于电压表内阻的存在，测得的干电池电动势________填“大于”“等于”或“小于”电动势的真实值，测得的干电池内阻________填“大于”“等于”或“小于”内阻的真实值．






 

19. 某同学用如图所示的电路来测定电池的电动势和内阻。
    
    移动滑线变阻器的滑动片时，应特别注意防止______。
    该同学测得如下表五组数据。根据数据在答题卡中的对应位置作出图线，从图线中得到电源的电动势______，内电阻______结果保留三位有效数字

20. 要测量一节内阻较大的干电池的电动势和内电阻，某同学设计了如图所示的实验电路，电路中的定值电阻；
    
    闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片调到最右端．闭合开关后，调节滑动变阻器，记录多组电压表的示数、，填在下表中，请根据表格数据在坐标系中图作出图象．

根据作出的图象可得到电池的电动势______，电池的内电阻______
由于电压表______填“”或“”内阻的存在，对______填“”或“”的测量有影响，测得的电动势______填“大于”“等于”或“小于”电动势的真实值，测得的内阻______填“大于”“等于”或“小于”内阻的真实值．

答案和解析

1.【答案】
 

【解析】解：由于本实验中采用电流表相对电源的外接法，则电压表示数准确而电流示数偏小，则可知真实图象应如图所示；则可知内阻的测量值偏小，故B正确，ACD错误
故选：。
明确实验原理，分析电路图，知道电路中电压表测量值准确，但由于其内阻的影响电流表示数偏小；根据图象即可分析误差情况。
本题考查闭合电路的欧姆定律的数据处理，要明确图象的意义，同时注意纵坐标是否从零开始的，采用相对电源的外接法时，短路电流是准确的，但电动势和内电阻均偏小。
 

2.【答案】
 

【解析】解：根据闭合电路欧姆定律得，
开关接端时，有
开关接端时，有
联立即可求出电动势和内阻，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据闭合电路欧姆定律对两种情形列式，联立组成方程组，即可求得电源电动势和内阻。
本题为测量电动势和内电阻的理论基础，要注意明确电动势和内电阻视为定值，只需要测出两组路端电压和电流值即可联立方程组求解。
 

3.【答案】
 

【解析】

【试题解析】

【分析】
滑动变阻器的限流接法应接一上一下两个接线柱，开关应能控制整个电路的通断，电表正负接线柱不能接反。
本题考查了实验电路分析，知道连接实物电路图的注意事项、分析图示电路图即可正确解题；滑动变阻器采用限流接法时要接一上一下两个接线柱。
【解答】
由电路图可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器被接成了定值电阻，不起变阻作用，故错误；
由电路图可知，电流表正负接线柱接反了，电流表接线错误，故错误；
由电路图可知，电压表选量程，电压表量程选择正确，故正确；
电压表直接接在电源连接上，开关不能控制电压表与电源断开，电压表接线错误，故错误；
本题选错误的，故选：。

4.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查测定电源的电动势和内阻实验过程中的注意事项，了解实验的原理和方法是解题的关键；
【解答】
A.旧干电池内阻较大，故应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显，故A错误；
B.应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表，以避免电流表和电压表自身阻值的影响，减小实验误差，故B错误；
C.移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载而发生危险，故C正确；
D.作图时，应通过尽可能多的点画一条直线并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，这样作图误差最小，故D错误。
故选C。  

5.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查测定电源的电动势和内阻实验过程中的注意事项，了解实验的原理和方法是解题的关键；实验为了减小误差，通常选用内阻较大的电源，为了避免电流表和电压表自身阻值的影响，选取小电阻电流表和大电阻电压表；实验中应避免发生短路，作图时要规范精确并尽可能使用多的数据，据此解答。
【解答】
A.旧干电池内阻较大，故应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表读数变化明显，故A错误；
B.应选用内阻较小的电流表和内阻较大的电压表，以避免电流表和电压表自身阻值的影响，减小实验误差，故B错误；
C.移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载而发生危险，故C正确；
D.作图时，应通过尽可能多的点画一条直线并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，这样作图误差最小，故D错误。
故选C。  

6.【答案】
 

【解析】

【分析】
该实验中作出的是路端电压随电流的变化而变化的关系，结合闭合电路欧姆定律及图象知识可得出电动势及内电阻。
本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义。
【解答】
当外电阻无穷大时，路端电压等于电源的电动势，故图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，由图可知，的电动势较大；可知图象中的斜率表示电源的内阻，的斜率较大，故的内阻较大，故A正确，BCD错误。
故选A。  

7.【答案】
 

【解析】

【分析】
明确实验原理，根据闭合电路欧姆定律以及电源图象即可求出电源电动势与内阻。
本题考查电源电动势与内阻的实验，知道实验原理即可作出实验电路图，电源图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻。
【解答】
根据闭合电路欧姆定律可知，；由图示电源图象可知，图象与纵轴交点坐标值是，
则电源电动势：，电源内阻：，故C正确，ABD错误。
故选C。  

8.【答案】
 

【解析】

【分析】

根据闭合电路欧姆定律，应用图象分析答题。
本题考查了图象斜率绝对值的物理意义，应用闭合电路欧姆定律，根据图象即可正确解题。

【解答】
在闭合电路中，路端电压：，由可知，图象斜率的绝对值是，即：斜率的绝对值是电源内阻，故B正确，ACD错误。
故选B。

9.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题考查测量电动势和内电阻实验中的误差情况，要注意明确实验电表均不是理想电表，所以其内阻会给电路带来影响，要掌握误差分析的基本方法。
【解答】
本实验中的误差来自于电压表的分流，若滑动变阻器接入电阻越大，则电压表分流越大，误差越大，故AB错误；
C.安培表采用的是相对电源的外接法，其内阻不会对测量带来影响，故不产生系统误差，故C错误；
D.由于电压表的分流作用使电流表测量结果偏小，从而产生系统误差，故D正确。
故选D。  

10.【答案】
 

【解析】

【分析】
图象法可以减小偶然误差，并且能直观简便的得出最终结果，故在测电动势和内电阻时常常用图象法分析。
图象在数据处理中经常用到，图象法可以减小偶然误差，并且能直观、简单，故很多实验中经常用到这种方法。
【解答】
A.根据两组测量数据可以算出一组，值，但不能减少偶然误差；故A错误；
B.原理可行，但不符合题目中“直观、简便”的要求，故B错误；
C.采用图象法可以符合实验的要求，故C正确；
D.该做法是错误的。不用求出、的平均值，故D错误；
故选C。  

11.【答案】
 

【解析】

【分析】
由闭合电路欧姆定律可得出路端电压与电流的关系，由数学知识可得出电源的电动势和内电阻，当外电路电阻为零，外电路短路。
本题在测定电动势和内电阻实验中，作为数据处理的方法，是实验重点考查内容，应结合数学知识进行理解。
【解答】

A.由闭合电路欧姆定律可知：；由数学知识可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故电动势为，故A正确；
B.由于图象的纵坐不是从零开始的，故图象与横坐标的交点不是短路电流，故B错误；
图象的斜率绝对值表示电源的内阻，故，故C错误，D正确。
故选AD。

12.【答案】
 

【解析】【试题解析】

解：测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，作电压表测量路端电压、用电流表测量电流，利用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量，即由一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器组合可测量电源的电动势和内阻．也可以在没有电压表的情况下，用一个电流表和一个电阻箱组合测量，电阻箱可以读出阻值，由可求出路端电压．也可以用电压表和电阻箱组合，由电压表读数与电阻箱读数之比求出电流．但不能用一个电流表和一个不能读数的滑动变阻器组合测量电动势和内电阻；同时也不能利用电压表和滑动变阻器组合测量电动势和内电阻，故AB正确，CD错误．
故选：．
测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，实验的电路有三种，分别是伏安法、伏阻法和安阻法，要明确各种接消去的基本原理和对应的电路图．

13.【答案】
 

【解析】

【分析】
用描点法画图象时，应使这些点基本在一条直线上，不在直线上的点要大致均衡地分布在图线两侧，个别偏离直线太远的点是由于偶然误差造成的，应当舍去。
本题考查实验中数据的处理方法，要掌握在用图像法处理数据时的基本思路及注意事项。
【解答】
用描点法画图象时，应使这些点基本在一条直线上，不在直线上的点要大致均衡地分布在图线两侧，个别偏离直线太远的点是由于偶然误差造成的，应当舍去，故A错误，BCD正确。
故选BCD。  

14.【答案】
 

【解析】

【分析】
本题采用伏阻法测电源的电动势和内阻，由闭合电路欧姆定律可得出表达式，则可得出图象中交点的意义；
根据图象和表达式，由图象与纵坐标的交点可求得电源的电动势；由图象的斜率可求得内电阻。
【解答】
由闭合电路的欧姆定律可得，变形得，结合图像知，，所以，。
故选BD。  

15.【答案】
 

【解析】解：测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，作电压表测量路端电压、用电流表测量电流，利用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量，即由一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器组合可测量电源的电动势和内阻．也可以在没有电压表的情况下，用一个电流表和一个电阻箱组合测量，电阻箱可以读出阻值，由可求出路端电压．也可以用电压表和电阻箱组合，由电压表读数与电阻箱读数之比求出电流．但不能用一个电流表和一个不能读数的滑动变阻器组合测量电动势和内电阻；同时也不能利用电压表和滑动变阻器组合测量电动势和内电阻，故AB正确，CD错误．
故选：．
测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，可以一个电压表、一个电流表分别测量路端电压和电流，用滑动变阻器调节外电阻，改变路端电压和电流，实现多次测量．也可以用电流表和电阻箱组合，可代替电流表和电压表，或用电压表和电阻箱组合，代替电压表和电流表，同样能测量电源的电动势和内阻．
测定电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，实验的电路有三种，分别是伏安法、伏阻法和安阻法，要明确各种接消去的基本原理和对应的电路图．
 

16.【答案】电流表示数仍为；；；；大于
 

【解析】

【分析】
本题应明确：遇到根据图象求解的问题，首先应根据需要的物理规律列出公式，然后整理出关于纵轴与横轴物理量的函数表达式，再根据斜率和截距的概念求解即可。
的关键是根据闭合电路欧姆定律列出表达式，然后求解即可；
的关键是根据绘出的图线列出表达式，然后整理出关于与的函数表达式，再根据斜率和截距的概念即可求解；
的关键是将电源内阻考虑在内，按的思路求解然后比较即可。
【解答】
本实验中采用将短路的方式求解待测电阻；由于没有电压表进行测量计算，故在实验中应控制电流不变；
当接时应有：
当接时应有：

联立以上两式解得：；
根据闭合电路欧姆定律应有：
变形为：
根据函数斜率和截距的概念应有：，
解得：，；
若考虑电源内阻，对：接时应有：，接时应有：
联立可得，即测量值与真实值相比不变；
对应有：，变形为，
比较两次表达式的斜率和截距可知，电动势不变，变小，即测量值比真实值偏大。
故答案为：电流表示数仍为；；；；大于。

17.【答案】；   ；  电压表分流  ；小
 

【解析】解：由题意可知，电源的电动势约为，保护电阻为，故电路中最大电流约为：，电流表应选择；为方便实验操作，滑动变阻器应选择。
由电路利用闭合电路欧姆定律可知：
则由数学知识可得，图象与纵坐标的交点为电源电动势，故有：
而图象的斜率表示保护电阻与内电阻之和，故有：
解得电源内阻为：
根据闭合电路欧姆定律可知，由于电压表的分流作用导致电流表测出的电流小于干路的总电流，从而造成误差；
可采用等效电源法分析误差大小：把电压表与电源看做一“等效电源”，根据可知，电动势测量值应等于等效电源的外电路断开时的路端电压，由于等效电源的外电路断开时，电压表与电源仍然组成一闭合电路，所以电源的路端电压将小于电动势，即电动势的测量值比真实值偏小。
故答案为：，；，；电压表分流，小
由题意可确定出电路中的电流范围，为了保证电路的安全和准确，电流表应略大于最大电流。
由电路及闭合电路欧姆定律可得出函数关系，结合数学知识可得出电源的电动势和内电阻。
根据图示电路图分析实验误差原因及实验误差。
本题考查闭合电路的欧姆定律的仪表选择及数据的处理，注意图形中求出的内阻包含保护电阻，故最后应减去其阻值才是内电阻。
 

18.【答案】； ；
等于； 大于
 

【解析】

【分析】
根据闭合电路欧姆定律列式，根据描点法得出对应的图象，再结合数学规律可求得电动势和内电阻；
根据电路结构进行分析，明确实验误差来源，并能根据图象分析实验误差。
本题考查了连接实物电路图、求电源电动势与内阻、实验误差分析，要注意明确实验原理，知道应用图象分析实验误差的方法。
【解答】
根据闭合电路欧姆定律可知：

变形可得：

根据描点法可得出对应的图象，根据数学规律可知，图象与纵坐标的交点表示电动势，故有：；
图象的斜率表示为：
由图象可知：
解得：；
根据题意可知，实验中没有考虑电压表内阻的影响，但电流应为流过电压表和电阻的总电流，故由于电压表内阻的影响而产生误差；当外电路断路时电压表内阻的影响可以忽略，此时测出的电动势是准确的；故对电动势没有影响，但对内阻有影响；若考虑电压表内阻，则电流应偏大，故直实图象应在测量图象的上方，如图所示：
，
则可知，测量出的电阻偏大。
故答案为：
；   ；
等于； 大于。  

19.【答案】短路   
 

【解析】解：为了保护电表及电源，在调节滑动变阻器时，应特别要注意防止短路或将电流调得过大；
利用表中数据，采用描点法得出图线如图所示；
由闭合电路欧姆定律可知：
故图象与纵轴的交点为电源的电动势，图象的斜率表示内电阻；
故可知：；；
故答案为：短路电路中电流过大；图象如右图；；。
电学实验中应注意实验的安全，不能使电路中电流过大；
由闭合电路欧姆定律可得出公式，结合图象利用数学关系即可得出电源的电动势和内电阻。
在实验中的数据处理中，一定要考虑其对应的数学关系，重点分析图象的截距及斜率；同时要注意题目中给出的要求，如本题要求保留三位有效数字。
 

20.【答案】        等于  大于
 

【解析】解：根据闭合电路欧姆定律可知：

变形可得：

根据描点法可得出对应的图象，根据数学规律可知，图象与纵坐标的交点表示电动势，故有：；
图象的斜率表示为：
由图象可知：
解得：；
根据题意可知，实验中没有考虑电压表内阻的影响，但电流应为流过电压表和电阻的总电流，故由于电压表内阻的影响而产生误差；
当外电路断路时电压表内阻的影响可以忽略，此时测出的电动势是准确的；故对电动势没有影响，但对内阻有影响；若考虑电压表内阻，则电流应偏大，故直实图象应在测量图象的上方，如图所示，则可知，测量出的电阻偏大；
故答案为：，；，，等于，大于．
根据闭合电路欧姆定律列式，根据描点法得出对应的图象，再结合数学规律可求得电动势和内电阻；
根据电路结构进行分析，明确实验误差来源，并能根据图象分析实验误差．
本题考查了连接实物电路图、求电源电动势与内阻、实验误差分析，要注意明确实验原理，知道应用图象分析实验误差的方法．