第43讲 重点实验：测量电源的电动势和内阻（练习）（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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【题型一】教材原型实验
1．在“电池电动势和内阻的测量”实验中
(1)设计如图1所示的电路，现有图2所示的实验器材和若干导线。图中已将实验器材进行了部分连接，还应当用一根导线将电压表接线柱h与 （填写接线柱对应的字母，下同）接线柱连接，再用另一根导线将电压表接线柱g与 接线柱连接。
(2)电路接线完毕，在保证电路安全的情况下闭合开关，调节滑动变阻器，发现电压表读数一直接近而电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，且故障只有一处。现只改变电压表接线，再闭合开关、调节变阻器。下列推断不正确的是______。
A．电压表接在a、f之间，电压表、电流表读数总为零，表明滑动变阻器短路
B．电压表接在a、b之间，电压表读数总接近3V、电流表读数总为零，表明电流表断路
C．电压表接在c、d之间，电压表、电流表读数总为零，表明开关是完好的
(3)实验由图1正确操作后，根据下图数据，测得电池的电动势 V，内阻 ；
(4)如果连接线接头严重氧化或与接线柱连接不紧就会产生“接触电阻”，若本实验中连接滑动变阻器和电流表导线接头处有“接触电阻”，则由此产生的影响是：电动势E测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
2．为了测量某电源的电动势和内阻，实验室准备了以下器材：
待测电源（电动势约为，内阻约为1）；
量程为3V电压表V（具有一定的内阻）；
满偏电流的电流计；
定值电阻，，，，；
滑动变阻器（阻值变化范围）；
开关S一个；
导线若干。
(1)利用以上实验器材，学习小组设计了如题图甲所示的实验电路，若是滑动变阻器，是定值电阻，则是 ，是 ；（填器材符号）
(2)在器材选择、电路连接和实验操作都正确的情况下，调节滑动变阻器，得到多组电表读数，作出如题图乙所示的图像，由图像可知该电源的电动势 V，内阻 ；（均保留三位有效数字）
(3)纯粹从实验原理上看，不考虑偶然误差，电源内阻的测量值 （填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
3．某同学用铜片和锌片分别插在橙子两端，做成了橙子电池，他发现如下现象：
(1)先后用指针式电压表和数字多用电表（其内阻远大于电压表的内阻）分别测量了单个橙子电池两端电压，则 （填“指针式电压表”或“数字多用电表”）测量的值更接近于橙子电池电动势的真实值。
(2)现测得单个橙子电池两端的电压约为1V，可是将四个橙子电池串联，却不能让额定电压为3V的小灯泡发光，原因可能是 。
(3)为了测量这四个橙子电池串联后的电动势和内阻，现将橙子接在如图所示电路中，其中
电流表（量程为2mA，内阻为15Ω）
电流表（量程为10mA，内阻约为3Ω）
滑动变阻器
电阻箱
实验中用电流表与电阻箱改装成量程为4V的电压表，电阻箱的阻值应调整为 Ω。
(4)闭合开关，调节滑动变阻器，读取电流表的示数I和对应的电压表示数U，记录了6组数据，描点连线得到如图所示得图线，则四个橙子电池串联后的电动势 V，内阻 。（结果均保留两位有效数字）
4．某实验小组选用以下器材测定一节干电池的电动势和内阻。
待测干电池一节（电动势约1.5V，内阻小于）；
电压表V（内阻约）；
电流表A（内阻约）；
滑动变阻器R（最大阻值为）；
定值电阻（阻值）；
定值电阻（阻值）；
开关一个，导线若干。
(1)该小组连接的实物电路如图a所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对应的编号是 ；
(2)改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻的滑片P应置于滑动变阻器的 （选填“a”或者“b”）端；
(3)该小组按照图a改正后的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在坐标纸上描点，如图b所示。结果发现电压表示数的变化范围比较小，出现这种现象的主要原因是___________；（单选，填正确答案标号）
A．电压表内阻较大B．电流表内阻较小
C．滑动变阻器最大阻值较小D．干电池内阻较小
(4)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组再利用实验室提供的一个定值电阻改进了实验方案，重新正确连接电路后，调整滑动变阻器共测得7组电流和电压的数据，如下表。在如图c所示的坐标纸上已标出5组数据对应的坐标点，请在坐标纸上标出剩余2组数据对应的坐标点，并画出图像 ；
(5)根据图像和所选的定值电阻，可得该节干电池的内阻约为 （结果保留两位小数）。
【题型二】实验拓展与创新
5．某课题研究小组准备测量一个锂电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
A．待测锂电池（电动势E约3.9V，内阻r约2Ω，最大电流=0.6A）；
B．理想电压表（量程0~3V）；
C．电阻箱R1（0∼99.9Ω）；
D．定值电阻R0=4.5Ω；
E．开关S一个，导线若干。
(1)课题小组设计了如图1和图2所示的两套方案，若要求电压表能够达到满偏，你认为合理的是图 （填“1”或“2”），原因是 。
(2)若某同学在实验过程中，发现调节电阻箱时电压表有示数，但示数不变，则可能的原因是______（填选项序号）。
A．连接定值电阻的导线断开
B．连接电阻箱的导线将电阻箱短路
C．电阻箱调节旋钮失效，调节过程中其电阻恒定不变
(3)故障排除后，多次改变电阻箱的阻值R1，读出对应的电压U，根据测得的数据作出图像，如图3所示，则电源电动势 ，内阻 （结果均保留2位有效数字）。
6．测量一节干电池的电动势和内阻。
(1)图中电流表A的量程为、内阻为。定值电阻有标称分别为1.0Ω、、的三个定值电阻可选，则该实验应选用 。
(2)正确选择（1）中定值电阻后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及对应的电流表的示数I，作出图线如图丁所示，则电源的电动势 V，内阻 。（计算结果保留两位有效数字）
(3)若的实际阻值大于标称阻值，则（2）中电源电动势的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，内阻的测量值 （选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
7．现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。为了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，图中电流表的内阻RA为8Ω，R为电阻箱，阻值范围为0~999.9Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用。
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最好（ ）
A．8ΩB．40ΩC．150ΩD．1000Ω
(2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E= V，内阻r= Ω。
8．某款新能源电车用的是刀片电池技术。有一研究小组想尝试将其中一块电芯拆解出来，测量其电动势E和内阻r。除了要测量的电池，实验小组另外找来了一些器材，并设计了如图甲示的实验电路图。
A：已知阻值的定值电阻若干个
B：已知阻值的定值电阻一个
C：电压表一个，内阻很大
D：电键，导线若干条（有些导线带金属夹）
（1）按电路图连接好实物电路，如图乙所示，闭合电键，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持电键闭合，将 （填“红”或“黑”）表笔始终接触b位置，另一表笔依次试触a、c、d、e、f、g六个接线柱，发现试触a、f、g时，多用电表均有示数，试触c、d、e时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是 。
A．接线柱b、c间短路 B．接线柱d、e间断路 C．定值电阻断路
（2）排除故障后，按规范操作进行实验，将金属夹夹到最右端，让最多接入电路，闭合电键，记录接入电路的定值电阻的总数目n，和读出相应的电压表示数U；
（3）改变金属夹所夹的位置，让接入电路的定值电阻的数目依次减少，得多组数据，并作出图像如图丙所示。其中图线斜率为k，与纵轴截距为b，则该节锂电池的电动势和内阻可表示为E= ，r= 。（用、、k、b表示）
9．某同学用图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R为电阻箱。实验室提供的器材如下：电压表（量程0~3V，内阻约），电阻箱（阻值范围）；开关、导线若干。
(1)请根据图1的电路图，在图2中画出连线，将器材连接成实验电路 。
(2)实验时改变电阻箱R的值，记录下电压表的示数U，得到如下表所示的若干组R、U的数据。
根据实验数据在图3描点如图所示，请在图像里描出图线 。由图像得出电池组的电动势 V，内电阻 。
10．某实验小组的同学利用实验室提供的实验器材，进行测量电池组电动势和内阻实验。可用器材如下：
A．电池组（电动势约为3V，内阻约为1Ω）
B．表头A（量程0~200μA，内阻）
C．电阻箱（阻值调节范围0~99.9Ω）
D．电阻箱（阻值调节范围0~999.9Ω）
E．开关1个、导线若干
(1)该小组同学设计的实验电路分别如图（a）中的甲、乙所示，结合器材规格可知，电路图 （填“甲”或“乙”）较合适，且在实验过程中应将电阻箱 （填“”或“”）的阻值调为 Ω，使改装后电表的量程为表头初始量程的100倍来完成实验。
(2)结合所选电路图，在图（b）中用笔画线代替导线将实物图连接完整。
(3)连接电路后，通过改变另一电阻箱接入回路的阻值R，记录多组电表示数I和R的值，作出的关系图像如图（c）所示，则电池组的电动势 V，内阻 Ω。（结果均保留2位小数）
(4)不考虑实验操作和读数带来的误差，电池组电动势的测量值 真实值，内阻的测量值 真实值。（均填“大于”“小于”或“等于”）
11．因电动汽车充电比燃烧汽油更便宜，故电动汽车更受到市场的欢迎。某兴趣小组为了测量某电动汽车上安装的电池的电动势E（300V～400V）和内阻r（0～10Ω），利用实验室现有器材进行了如下实验。
(1)实验室只有一个量程为100V、内阻为的电压表，现把此电压表改装成量程为400V的电压表，需 （填“串联”或“并联”）一个阻值为 kΩ的电阻，然后再测量电池的电动势和内阻。
(2)该兴趣小组将电阻箱R和改装后的电压表（电压表的表盘没有改变，示数记为U）连接成如图甲所示的电路，来测量该电池的电动势和内阻，根据电阻箱接入电路的阻值R和电压表的示数U作出图像，如图乙所示，则该电池的电动势E＝ V、内阻r＝ Ω。（结果取三位有效数字）
(3)由实验可知，电池电动势的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值；内阻的测量值 （填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
12．现设计一电路，可用来测量未知电阻Rx的阻值，同时还可测量电源电动势与内阻，如图甲所示，R为电阻箱（0~99.9Ω），先置于阻值最大位置。
(1)断开K2，闭合K1，逐渐减小电阻箱的阻值，得到多组R、I值，并依据R、I值作出了如图乙所示的图线。分析可得电源电动势 V，电源内阻 Ω。
(2)断开K2，闭合K1，当R调至某一位置时，电流表的示数；保持电阻箱的位置不变，断开K1，闭合K2，此时电流表的示数为。可测得 Ω。
(3)K1断开、K2闭合时，将R的阻值从10Ω逐渐减小到0Ω的过程，电源输出功率 （选填“一直减小”“一直增大”“先增大后减小”或“先减小后增大”）。
13．某实验小组想测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路．先将电压表正接线柱接a位置，闭合开关，他们发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终没有示数，电压表有示数且不变，在其他连接不变的情况下，再将电压表正接线柱接由a位置移到b位置，发现无论怎样移动滑片，电流表和电压表均无示数。
(1)电路中的故障是______；
A．滑动变阻器断路B．电流表断路C．滑动变阻器短路
(2)实验小组清除故障后将电压表正接线柱接在a处，闭合开关，调节滑片的位置，记录相应的电压表和电流表的示数，根据记录的数据作出图像，如图乙．则干电池的电动势为 V（保留3位有效数字）、内阻为 Ω（保留2位有效数字），电动势的测量值 （选填“偏大”“偏小”或“准确”）；
(3)将电压表正接线柱接在b处，闭合开关，重复（2）中操作作出图像，如图丙．此实验方案的误差来源是电流表分压，试在图丙中定性画出电源图像的理论值图线 。
14．某实验小组测某电池的电动势和内阻，实验器材如下：
A．待测电池（电动势约为2.0V，内阻约为0.5Ω）；
B．电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）；
C．电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）；
D．滑动变阻器（量程合适）；
E．开关、导线若干。
(1)实验电路图如图甲，电压表示数为U，电流表示数为I，请写出该电路测量电动势E和内阻r的原理表达式 （用U、I、E、r表示，不考虑电表内阻影响）；
(2)某次实验电压表指针如图乙所示，则该电压读数为 V；
(3)为减小电表内阻引起的误差，在电表量程不变的情况下，可以采取的措施是______；
A．换用内阻更大的电流表B．换用内阻更小的电压表C．换用内阻更大的电压表
(4)该实验测得电池的内阻 真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）；
(5)测得电池的电动势，内阻。将两节与所测电池完全相同的电池串联组成电池组，与的定值电阻及两个相同的灯泡构成如图丙所示的电路，灯泡的伏安特性曲线如图丁所示，则两个灯泡的实际功率之和为 W（结果保留两位小数）；此时电池组的输出功率与总功率的百分比 %（结果保留三位有效数字）。
15．某探究小组要准确测定一个电源的电动势和内阻，实验室老师提供了如下规格的器材：
A．电源（电动势约为1.5V，内阻约为60.0Ω）；
B．电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）；
C．电流表A1（量程为0~300μA，内阻r1=600.0Ω）；
D．电流表A2（量程为0~30mA，内阻r2约为1.0Ω）；
E．电流表A3（量程为0~0.6A，内阻r3约为0.1Ω）；
F．滑动变阻器R1（阻值范围为0~20Ω，额定电流为3A）；
G．滑动变阻器R2（阻值范围为0~200Ω，额定电流为1A）；
H．定值电阻R3（阻值为4400Ω）；
I．定值电阻R4（阻值为400Ω）；
J．开关、导线若干。
(1)该探究小组设计了如图甲、乙所示的两种电路图，要准确测定旧干电池的电动势和内阻，最合适的是 ；
(2)若该探究小组以所选电路支路中电表的示数I'为纵坐标，干路中电表的示数I为横坐标，作出I'－I的关系图像如图丙所示，则根据测量电路和图丙可得该电源的电动势 V（结果保留两位小数），内阻= Ω（结果保留一位小数）；
(3)用本实验所选的电路测量，电源电动势的测量值 （真实值），内阻的测量值 （真实值）。（均选填“=”“>”或“