人教版高二选修3-1第二章 第10节 实验：测定电池的电动势和内阻 课时练习

一、实验题

1. 难度：中等

利用伏安法测量干电池的电动势和内阻，现有的器材为：

干电池：电动势约为1.5V，符号

电压表：量程1V，内阻998.3Ω，符号

电流表：量程1A，符号

滑动变阻器：最大阻值10Ω，符号

电阻箱：最大阻值99999.9Ω，符号

单刀单掷开关一个，符号

导线若干

（1）设计测量电源电动势和内阻的电路并将它画在下面的方框内．要求在图中标出电压表、电流表的接线柱的正负．____

（2）为了满足本实验要求并保证实验的精确度，电压表量程应扩大为原量程的____________倍，电阻箱阻值为____________ Ω。

二、单选题

2. 难度：中等

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

三、实验题

3. 难度：中等

测量电源的电动势E及内阻r (E约为6 V，r约为1.5 Ω)．器材：量程3 V的理想电压表V，量程0.6 A的电流表A(具有一定内阻)，固定电阻R＝8.5 Ω，滑动变阻器R′(0～10 Ω)，开关S，导线若干．

(1) 请在答案纸的方框中画出实验电路图．图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出____________．

(2) 用笔画线代替导线在图中，完成实物连线________．

(3)实验中，当电表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂，则可以求出E＝________，r＝________.(用I₁，I₂，U₁，U₂及R表示)

4. 难度：中等

用电流表和电压表测定电池的电动势E和内电阻r，所用电路如图甲所示，一位同学测得的6组数据如下表所示。

组别	1	2	3	4	5	6
电流	0.12	0.20	0.31	0.32	0.50	0.57
电压	1.37	1.32	1.24	1.18	1.10	1.05

(1)试根据这些数据在图乙中作出图线_________。

 

(2)根据图线求出电池的电动势_______V，电池的内电阻________。

(3)若一位同学未画出图线，只选用其中相邻两组U和I数据，利用公式算出E和r，这样做可能得出误差较大的结果。当选用的数据中包含第_______组数据时，求得E、r的误差最大。

四、多选题

5. 难度：简单

用如图所示的电路测量电池电动势和内阻时，若有两只电压表V₁、V₂量程相同，内阻分别为R_V1、R _V2，且R _V1>R _V2；两只电流表A₁、A₂量程相同，内阻分别为R_A1、R _A2，且R _A1>R _A2，在实验中，为了使E、r的测量值更精确一些，选择的电表应该是（  ）

A.V₁，与A₁ B.V₁与A₂

C.V₂与A₁ D.V₂与A₂

五、实验题

6. 难度：简单

利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小实验误差．

(1)除开关和导线若干外，现还提供以下器材：

A．电流表(量程：0～0.6A，内阻r_A=0.2Ω)

B．电压表(0～15V)               

C．电压表(0～3V)

D．滑动变阻器(0～20Ω)           

E．滑动变阻器(0～200Ω)

实验中电压表应选用__________；滑动变阻器应选用__________．(选填相应器材前的字母)

(2)为准确测定电池的电动势和内阻，应选择的实验电路是图中的_________(选填“甲”或“乙”)．

(3)根据实验记录，画出的U-I图象如图所示，可得待测电池的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω．

7. 难度：简单

用伏安法测一节干电池的电动势E和内阻r，所给的器材有：

A．电压表V：

B．电流表A：

C．滑动变阻器（总阻值为）

D．滑动变阻器（总阻值为）

E．开关S和导线若干

(1)电压表量程选用__________（选填“0～3V”或“0～15V”）；滑动变阻器选用______（选填“”或“”）；

(2)在图甲中将电压表接入实验电路中______；

(3)在图乙中已画出七组实验数据所对应的坐标点，请根据这些点作出图线_______，并由图线求出_____V，________。

   

8. 难度：简单

为了测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室准备了下列器材供选用：

A．待测干电池一节

B．直流电流表（量程0 ~ 0.6 ~ 3 A，0.6 A挡内阻为0.1Ω，3 A挡内阻为0.02Ω）

C．直流电压表（量程0 ~ 3 ~ 15 V，3 V挡内阻为5 kΩ，15 V挡内阻为25 kΩ）

D．滑动变阻器（阻值范围为0 ~ 15Ω，允许最大电流为1A）

E．滑动变阻器（阻值范围为0 ~ 1000Ω，允许最大电流为0.2 A）

F．开关

G．导线若干

（1） 将如图所示中的器材，进行实物连线_______；

（2）为尽可能减少实验的误差，其中滑动变阻器选______（填代号）；

（3）根据实验记录，画出的U—I图线如图所示，从中可求出待测干电池的电动势为E=_____V，内电阻为r=______Ω．

9. 难度：中等

在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路．

（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到__  ▲   _．（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）

（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是    ▲   ．（选填“1”或“2”）

方案编号	电阻箱的阻值R/Ω
1	400.0	350.0	300.0	250.0	200.0
2	80.0	70.0	60.0	50.0	40.

（3）根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=    ▲   ，内阻r=    ▲   ．（用k、b和R₀表示）

10. 难度：中等

某研究性学习小组利用如图甲所示电路测量电池组的电动势E和内阻r．根据实验数据绘出如图乙所示的R－图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到E＝________，r＝________．（保留一位有效数字）

11. 难度：中等

测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r（约几欧）时，提供下列器材：电压表（量程15V，内阻）、电阻箱（）、开关、导线若干。某同学用量程为15V的电压表连接成如图所示电路，实验步骤如下：

(1)合上开关S，将电阻箱R的阻值调到，读得电压表的读数为；

(2)将电阻箱R的阻值调到，读得电压表读数为，由，，解出E、r；

为了减小实验误差，上述实验在选择器材和实验步骤中，应做哪些改进？

12. 难度：中等

利用如图所示①的电路测定电源的电动势和内电阻．

(1)若闭合电键S₁，将单刀双掷电键S₂掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U．则由于未考虑电压表分流导致电动势的测量值与真实值相比_________，内阻的测量值与真实值相比________．（填“偏大”“相等”或“偏小”)

(2)若断开S₁，将单刀双掷电键S₂掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I．则由于未考虑电流表分压导致电动势的测量值与真实值相比_________，内阻的测量值与真实值相比________．(填“偏大”“相等”或“偏小”)

(3)某同学分别按照以上两种方式完成实验操作之后，利用图线处理数据，得到如下两个图象（如图②和③所示），纵轴截距分别是b₁、b₂，斜率分别为k₁、k₂．综合两条图线的数据可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差，则电源的电动势E=_______，内阻r=________．

13. 难度：中等

某同学做“测电源的电动势和内阻”的实验时，作出电源的图像如图所示，则该电源的电动势_______V，内阻________。

14. 难度：中等

某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为100 μA，内阻为2 500 Ω的表头，一个开关，两个电阻箱(0～999.9 Ω)和若干导线．

(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表，则应将表头与电阻箱_____________(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_______________Ω.

(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图所示，通过改变电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表．

	1	2	3	4	5	6
R/Ω	95.0	75.0	55.0	45.0	35.0	25.0
I/mA	15.0	18.7	24.8	29.5	36.0	48.0
IR/V	1.42	1.40	1.36	1.33	1.26	1.20

①根据表中数据，下图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR－I图线________．

②根据图线可得电池的电动势E是________V，内阻r是________Ω.

15. 难度：困难

一同学测量某干电池的电动势和内阻．

（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路．请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处__________；____________．

（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的数据见下表:

根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出关系图像___________．由图像可计算出该干电池的电动势为_________V；内阻为__________Ω．

R/Ω	8.0	7.0		6.0	5.0	4.0
I/A	0.15	0.17		0.19	0.22	0.26
/A^–1	6.7	6.0		5.3	4.5	3.8

（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端．调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_______V；内阻应为_____Ω．

16. 难度：简单

“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图A.所示，其中定值电阻阻值R₁=1 Ω。

（1）图A.中A为____传感器，定值电阻R₁在实验中起_____的作用；

（2）实验测得的路端电压U相应电流I的拟合曲线如图B.所示，由此得到电源电动势E=_______V，内阻r=______Ω；

（3）实验测得的数据如表所示，则实验中选用的的滑动变阻器最合理的阻值范围为（______）

A．0~5Ω            B．0~20Ω

C．0~50Ω                D．0~200Ω

17. 难度：中等

用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约4.5V,内电阻约1Ω)的电动势和内电阻,除了待测电池组,电建,导线外,还有下列器材供选用:

A.电流表:量程0.6A,内电阻约1Ω

B.电流表:量程3A,内电阻约0.2Ω

C.电压表:量程3V,内电阻约30kΩ

D.电压表:量程6V,内电阻约60kΩ

E.滑动变阻器:0~1000Ω,额定电流0.5A

F.滑动变阻器:0~20Ω,额定电流2A

（1）为了使测量结果尽量准确,电流表应选用________,电压表选用________,滑动变阻器应选用________(均填仪器的字母代号)

（2）下图为正确选择仪器后,连好的部分电路,为了使测量误差尽量小,还需要在电路中用导线将________和________相连、________和________相连、________和________相连.(均填仪器上接线柱的字母代号)‍

（3）.实验时发现电流表坏了,于是不再使用电流表,剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器,重新连接电路,仍能完成实验,实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U;用图像法处理采集到数据,为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线,则可以_________为纵坐标,以________为横坐标．

18. 难度：中等

利用如图（a）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），电阻（阻值为），电阻（阻值为），电流表A（量程为200mA，内阻为），开关S。

实验步骤如下：

①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；

②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；

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E和r表示电源的电动势和内阻，则与R的关系式为_____________；

(2)实验得到的部分数据见表格，其中电阻时电流表的示数如图（b）所示。读出数据，完成表格。

答：①__________，②______________。

   

	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
	0.143	0.125	①	0.100	0.091	0.084	0.077
	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______，根据图线求得斜率___________，截距______；根据图线求得电源电动势________V，内阻________。

19. 难度：中等

采用如图所示的电路，通过改变外电路电阻R，测出多组U、I的数据，作出图像，利用图像可以求解出电源的电动势和内电阻；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.电流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

六、单选题

20. 难度：简单

下列给出多种用伏安法测电池的电动势和内电阻的数据，处理方法既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是

A.测出两组I、U的数据，代入方程组E=U1+I1r和E=U2+I2r，求出E和r

B.多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值

C.测出多组I、U的数据，画出U–I图象，再根据图象求出E、r

D.多测几组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出电池内电阻r

21. 难度：简单

王羽同学在测量电源电动势及内阻的实验中，把实物分别连成如图所示的甲、乙两种电路，然后在同一坐标系中分别作出如图丙所示的两条图线a与b，则下列说法正确的是.（  ）

A.由甲电路所描绘的图线是a

B.由乙电路所描绘的图线是b

C.由a图线测得电源电动势约为1.50V，内阻约为3.0Ω

D.由b图线测得电源电动势约为1.45V，内阻约为0.90Ω

七、实验题

22. 难度：中等

为了测量由两节干电池组成的电源的电动势和内电阻，某同学设计了如图甲所示的实验电路，其中R为电阻箱，为保护电阻。

(1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路_______；

       

(2)保持开关S断开，调整电阻箱的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值。多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电阻值R；以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线（该图线为一直线），如图丙所示；由图线可求得电池组的电动势__________V，内阻_________。（保留两位有效数字）

23. 难度：中等

在“用DIS测电源的电动势和内阻”的实验中

(1)将待测电池组、滑动变阻器、电流传感器、电压传感器、定值电阻、电键及若干导线连接成电路如图甲所示．图中未接导线的A端应接在_____点(选填“B”“C”“D”或“E”)．

(2)实验得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅰ所示,则电池组的电动势为_____V,内电阻阻值为_____Ω．

(3)为了测量定值电阻的阻值,应在图甲中将“A”端重新连接到____点 (选填“B”“C”“D”或“E”),所得到的U-I关系如图乙中的直线Ⅱ所示,则定值电阻的阻值为____Ω．

24. 难度：简单

某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内电阻．已知这个电池的电动势约为11V～13V，内电阻小于3Ω，由于直流电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是他们的实验操作过程：

①把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空．

第一步：按电路图连接实物

第二步：把滑动变阻器滑动片移到最右端，把电阻箱阻值调到零

第三步：闭合电键，把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为3V

第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为_____________V

第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为15V的电压表

②实验可供选择的器材有：

A．电压表(量程为3V，内阻约2kΩ)

B．电流表(量程为3A，内阻约0.1Ω)

C．电阻箱(阻值范围0~9999Ω)

D．电阻箱(阻值范围0～999Ω)

E．滑动变阻器(阻值为0～20Ω，额定电流2A)

F．滑动变阻器(阻值为0～20kΩ，额定电流0.2A)

电阻箱应选____________，滑动变阻器应选_____________．

③用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U—I图线如图丙所示，可知电池的电动势为_______________V，内电阻为___________Ω．

25. 难度：中等

用如图所示的电路来测量电池电动势和内电阻，根据测得的数据作出了如图所示的图像，由图可知（　　）

A.电池电动势的测量值是1.4V

B.电池内阻的测量值是

C.外电路发生短路时的电流为0.4A

D.电压表的示数为1.2V时，电流表的示数

26. 难度：简单

为测量一电源的电动势及内阻．

(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表．

A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表V₁

B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表V₂

C．量程为3 V、内阻为3 kΩ的电压表V₃

选择电压表________串联________ kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．

(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号V₁V₂或V₃与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图________．

(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝________V，内阻r＝________ Ω.

27. 难度：中等

某同学利用DIS、定值电阻R₀、电阻箱R₁等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示．实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1/U－1/R关系图线a.重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b.

(1)由图线a可知电池a的电动势E_a＝________V，内阻r_a＝________Ω.

(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率P_a________P_b(填“大于”、“等于”或“小于”)，两电池的效率η_a________η_b(填“大于”、“等于”或“小于”)．

28. 难度：困难

某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A₁的内阻r₁=1.0 kΩ，电阻R₁=9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R₀=3.0 Ω的电阻．

（1）按图示电路进行连接后，发现、和三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、间电压，读数不为零，再测量、间电压，若读数不为零，则一定是_______导线断开；若读数为零，则一定是_______导线断开．

 

（2）排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A₁和A₂的多组I₁、I₂数据，作出图象如右图．由I₁–I₂图象得到电池的电动势E=_______V，内阻r=_______Ω．

29. 难度：中等

现有一个阻值为10.0 Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表，该电压表盘面上有刻度但无刻度值，要求设计一个能测量某电源内阻的实验方案．(已知电压表内阻很大，电压表量程大于电源电动势，电源内阻约为几欧姆)

(1)在下面的方框中画出实验电路图______．

(2)简要写出完成接线后的实验步骤______．

(3)写出用测得的量计算电源内阻的表达式r＝________.