2020-2021学年3 实验：电池电动势和内阻的测量优秀课后测评

第3节 实验：电池电动势和内阻的测量

一、单选题

1．某同学用电压表和电流表测量一个干电池的电动势和内阻，将测量到的电源的路端电压和相应电流中的总电流，画成U—I图线（如图中实线所示），设图中虚线是该干电池的真实图线，则下列说法中正确的是（　　）

A．E真>E测、r真>r测

B．E真>E测、r真<r测

C．E真<E测、r真>r测

D．E真<E测、r真<r测

【答案】A

【解析】根据

U=E-Ir

可知U-I图像在U轴上的截距等于电动势E，直线的斜率等于内阻r，由图像可知

E真>E测

r真>r测

故选A。

2．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

【答案】B

【解析】A．伏安法测小电阻时，电流表应外接，测量值才接近真实值，A错误；

B．测定电源电动势和内阻时，电压表测量的是电源两端的电压，因为电源内阻比较小，所以电流表测量误差较小，B正确；

C．测绘小灯泡的伏安特性曲线时，需从电压为零开始，所以要用分压接法，C错误；

D．G为小量程电流表，允许流过的电流有限，不能从量程为0.6A的电流表上读取，D错误。

故选B。

3．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．

【答案】A

【解析】因为电压表可视为理想电表，电流表的内阻不能忽略。则A图可以精确地测量出电源的电动势和内阻；B图中测得的电源内阻包含了电流表的内阻，即内阻测量值偏大；C图无电流表，只有滑动变阻器和电压表，无法测量电动势和内阻；D图中导线把电源短路了，也无法进行测量。

故选A。

4．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

【答案】A

【解析】根据闭合电路的欧姆定律有

E = U + Ir

整理后有

U = - Ir + E

则U—I图线斜率的绝对值代表内阻的大小，纵截距代表电源的电动势，所以有

E2 > E1，r2 > r1

故选A。

5．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．

【答案】A

【解析】根据闭合电路欧姆定律应有

整理可得

可见图象应是一个一次函数的关系图象。

故选A。

6．某研究性学习小组利用下图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下图所示的图线，其中R为电阻箱读数，I为电流表读数，由此可以得到（　　）

A．电源电动势约为1.5V

B．内阻约为1.0Ω

C．用该电路测电动势，测量值比真实值小

D．用该电路测内阻，测量值比真实值小

【答案】B

【解析】AB．根据闭合电路的欧姆定律，可得

则可知图线的斜率等于E，纵轴截距绝对值等于r，由图得到，电源的电动势约为3V，内阻约为1Ω，故A错误，B正确；

CD．将电流表的内阻等效为电源的内阻，故电流表内阻对电动势的测量无影响，故E测量值等于真实值，而由于电流表内阻的影响，r测量值大于真实值，故CD错误。

故选B。

7．用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，实验中可供选择的电压表有两个，量程分别为A（0~2V）、B（0~5V），滑动变阻器两个，规格分别为C（0~1000）、D（0~20），应选用的电压表和滑动变阻器分别为（　　）

A．A，C B．A，D C．B，C D．B，D

【答案】B

【解析】干电池的电动势约为1.5V，因此电压表应选用的量程为0~2V，干电池内阻约为几欧，为了调节方便并减小误差，滑动变阻器应选用最大阻值为20的，B正确。

故选B。

8．“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．

【答案】A

【解析】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。

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．

【答案】B

【解析】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．对电路进行分析时，为了方便，常常把实际电源与定值电阻串联或并联组成的系统视为一个新的等效电源来处理。例如，用伏安法测定电源的电动势E和内阻r时，当分析电流表和电压表对实验结果带来的误差时，可以将下面两个常见电路中的虚线框部分看成等效电源。如果电压表内阻为，电流表内阻为，电源电动势和内阻的测量值分别为和，则下列说法正确的是（　　）

A．图甲中， B．图甲中，

C．图乙中， D．图乙中，

【答案】B

【解析】图甲中电源电动势的测量值即为电压表的示数则

内阻测量值为电压表内阻与电源内阻的并联值即为

图乙中电源电动势的测量值即为外电路断开时电源两端的电压则

内阻测量值为电流表与电源内阻的串联值即为

故选B。

11．用如图甲所示的电路来测量电池电动势E和内电阻r，根据测得的数据作出如图乙所示的图线，由图可知（　　）

A．电池电动势的测量值为1.40V

B．电池内阻的测量值为3.5Ω

C．外电路发生短路时的电流为0.4A

D．电压表的示数为1.20V时，电阻R的阻值为0.20Ω

【答案】A

【解析】A．由图示图像可知电源U-I图像与纵轴交点坐标值为1.40，则电源的电动势1.40V，故A正确；

B．电源内阻

故B错误；

C．由图示图像可知，路端电压为1.00V时，电路电流为0.4A，故C错误；

D．根据欧姆定律

故D错误。

故选A。

12．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

【答案】C

【解析】在U-I图像中，图像与纵轴的交点表示电源的电动势，斜率表示内阻．由图可知测得的电池的电动势为1.40V，内阻

故C正确。

13．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，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

【答案】B

【解析】由图示可得,电压表测路端电压,因为电压表的分流作用,使电流表的测量值小于真实值(通过电源的电流);实验误差是因为电压表的分流造成的; 当外电路短路时,电压表不分流,故短路电流相同;而测量的电流值要小于真实值;故作出测量值和真实值的图象如图所示;

由闭合回路的欧姆定律可知U—I图象的斜率表示内阻，因此测量值偏小，B正确

14．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

【答案】D

【解析】AB.根据，解得，图线的斜率与电源的电动势相等，故，纵轴截距表示内阻，所以内阻，故AB错误。

C. 断开，闭合，当R调至某一位置时，电流表的示数=1.0A；有，代入数据解得：，断开，闭合，此时电流表的示数为=0.8 A,则有：，解得，故C错误。

D.由于与电源内阻相等，又知当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，当外电阻大于内阻时，随着外电阻的减小，电源输出功率增大，断开，接通时，随着R的减小，电源输出功率一直增大，故D正确。

15．电源、的电动势分别为、，且，两电源的内阻、大小未知。当定值电阻分别与电源、相连接时，外电路消耗的电功率相同。若将定值电阻（）分别与电源、相连接时，外电路消耗的电功率分别为、。则下列关系正确的是

A．、 B．、

C．、 D．、

【答案】C

【解析】当定值电阻分别与电源、相连接时，外电路消耗的电功率相同，则有：

由于，则有：

作出伏安特性曲线如图所示；

显然当外电路的定值电阻阻值为时，虚线与两电源伏安特性曲线交点的横纵坐标的乘积为外电路消耗的电功率，则有：

A.、与分析不符，不符合题意；

B.、与分析不符，不符合题意；

C.、与分析相符，符合题意；

D.、与分析不符，不符合题意。

16．电阻不变的三个电灯、、连接在如图所示的电路中，闭合开关后三灯电功率相同，此后向上移动滑动变阻器的滑片。则可判断（     ）

A．三灯的电阻大小是

B．三灯的电阻大小是

C．、两灯变亮，灯变暗

D．、两灯变亮，灯变暗

【答案】C

【解析】

【解析】A灯两端的电压大于C灯、B灯两端的电压，而三灯的实际功率相等，由可知，；通过C灯的电流大于通过B灯的电流，两灯的实际功率相等，由可得，则知，故AB错误。当滑动变阻器的滑片向上滑动时，变阻器接入电路中的电阻增大，外电阻增大，总电流减小，电源的内电压减小，路端电压增大，通过A灯的电流增大，则A灯变亮；因为总电流减小，而通过A灯的电流增大，则通过C灯的电流减小，C灯变暗；C灯两端的电压减小，而路端电压增大，则B灯两端的电压增大，B灯变亮，故C正确，D错误。

17．如图所示，现闭合开关，将滑动变阻器的滑片向左移动，下列说法正确的是（     ）

A．灯泡、都变亮

B．灯泡、都变暗

C．灯泡变亮，灯泡变暗

D．灯泡变暗，灯泡变亮

【答案】B

【解析】由电路图可知，当滑片向左移动时，滑动变阻器的阻值变小，电路的总阻值变小，干路电流变大，电源内阻分压变大。由于电源电动势不变，所以路端电压变小，两个灯泡都因电压减小而变暗，故B项正确。

二、多选题

18．某组同学在实验室利用如图甲所示的电路图连接好电路，并用于测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r。调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，一个同学记录了电流表A和电压表V1测量数据，另一同学记录了电流表A和电压表V2的测量数据。根据所得数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线。则有（　　）

A．图像中的图线乙是电压表V1的测量值所对应的图线

B．当该电源只给定值电阻R0供电时R0消耗的功率 为0.55W

C．由图像可以得出电源电动势和内阻分别是E=1.50V，r=1.0Ω

D．图像中两直线的交点说明在本电路中该电源的输出功率没有达到最大值

【答案】CD

【解析】A．由图可知，电压表V1测电源的路端电压，电压表V2测量R0的电压，路端电压随电流增大而减小，定值电阻两端电压随电流增大而增大，由图乙所示图像可知，图线甲是电压表V1的测量值所对应的图线，故A错误；

B．两图线交点表示电压表示数相等，此时滑动变阻器接入电路的阻值为零，只有定值电阻接在电源两端，由图像可知，此时电阻两端电压为1V，电路电流为0.5A，则当该电源只给定值电阻R0供电时，R0消耗的功率

故B错误；

C．由电源的U-I图像可知，图像与总轴的交点纵轴坐标是1.5，则电源电动势E=1.50V，电源内阻

故C正确；

D．电源的输出功率

当R=r时，输出功率最大，由图线可知，交点对应的外电阻为

所以，此时输出功率不是最大，故D正确。

故选CD。

19．用电流表和电压表测定干电池的电动势和内阻的实验中，有两种电路可供选择，若所测干电池内阻较小，为减小内阻测量的误差，实验电路应选择甲图所示电路，若根据某次实验记录数据画出的U—I图像如图丙所示，下列关于这个图像的说法正确的是（　　）

A．纵轴截距表示待测干电池的电动势，即E＝3.0V

B．横轴截距表示短路电流，即I短＝0.6A

C．根据，计算出待测干电池的内阻为5Ω

D．根据计算出待测干电池的内阻为1.0Ω

【答案】AD

【解析】A．所测干电池的内阻较小，电路图应设计为电流表相对于干电池的外接法，故应选甲图所示的电路图。U－I图像的纵截距为I＝0时的路端电压，其大小等于电动势，故E＝3.0V，选项A正确；

B．横轴截距表示路端电压为2.4V时的电流，并非短路电流，选项B错；

CD．U－I图像的斜率的绝对值表示干电池的内阻，故

r＝＝Ω＝1.0Ω

选项C错误，选项D正确。

故选AD。

20．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

【答案】AD

【解析】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。

21．在用图所示的电路测量电池电动势和内阻的实验中，若有两只量程相同的电压表V1和V2，内阻；两只量程相同的电流表A1和A2，内阻。为了使E、r的测量精确些，选择的电表可以是（　　）

A．V1和A2 B．V2和A2 C．V2和A1 D．V1和A1

【答案】AD

【解析】本实验中电流表相对电池外接，系统误差是由电压表分流引起的

，

要减小误差，应选内阻大的电压表，故电压表选，本实验中电流表的内阻对结果无影响。

故选AD。

22．某同学欲采用如图所示的电路完成相关实验。图中电流表A的量程为0.6A，内阻约0.1Ω；电压表V的量程为3V，内阻约6kΩ；G为小量程电流表；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5Ω）的电阻

B． 测定电源的电动势和内电阻（约3Ω）

C． 描绘小灯泡（额定电压为2.5V）

D． 测定电流表内阻的伏安特性曲线

【答案】AB

【解析】A．伏安法测电阻要求连接电流表时采用“大内小外”的原则以保证实验精度，且一般采用测量三次计算平均值的方法，所以用限流法即可，选项A正确；

B．电源内阻仅3Ω，较小，此电路符合测定电源的电动势和内电阻的要求，选项B正确；

C．描绘灯泡伏安特性曲线要求电压从0V开始且有足够多的数据，滑动变阻器应连成分压式，选项C错误；

D．半偏法测电阻电路，要求与表头并联的电阻能够精确读数，不能用滑动变阻器，选项D错误。

故选AB。

23．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0～20 Ω，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．电压表接线不妥

【答案】ABD

【解析】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A说法正确；电流表的只接了一个接线柱，故B说法正确；干电池的电压大约1.5V左右，电压表的量程3V选用恰当，故C说法错误；电压表直接接在电源连接上，且正负极接反了，开关不能控制电压表与电源断开，电压表接线错误，故D说法正确．故选ABD

24．某同学利用如图所示的电路做“测定电池的电动势和内阻”的实验，其中P、Q为内电表，则

A．P为电流表 B．P为电压表

C．Q为电压表 D．Q为电流表

【答案】AC

【解析】P与滑动变阻器为串联关系，故P为电流表，Q并联在电源两端，故Q为电压表，故AC正确，BD错误；

故选AC。

25．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0～20 Ω，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．电压表接线正确

【答案】AB

【解析】A.因为滑动变阻器全接入电路，所以滑动变阻器不起变阻作用，故A正确。

B.根据图示可知，电流表接线有误，故B正确。

C. 由电路图可知，电压表选3V量程，电压表量程选择正确，故C错误；

D.电压表正负接线柱接反，故D错误。

26．用如图所示电路测电源的电动势和内阻，关于误差的说法正确的是（  ）

A．由于电流表的分压作用，使内阻的测量值小于真实值

B．由于电压表的分流作用，使内阻的测量值小于真实值

C．测出的电动势等于真实值

D．测出的电动势比真实值小

【答案】BD

【解析】AB.由图示可得，电压表测路端电压，但由于电压表的分流作用，使电流表的测量值小于真实值，实验误差是由于电压表的分流造成的；A错误，B正确；

CD.当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流相同；而测量的电流值要小于真实值，故作出测量值和真实值的图象如图所示.由图象可知，电源电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值，选项C错误，D正确.

27．如图所示，电源的电动势，内阻，电阻，电容器的电容，二极管一般是由硅或者锗管组成，具有单向导电性，下列判断正确的是（   ）

A．开关闭合、断开时和开关均闭合时，电容器两端电压均为

B．开关闭合，断开，当合上，待电路稳定以后，电容器上电荷量变化了

C．开关闭合，待电路稳定以后断开，流过的电荷量为

D．开关闭合，待电路稳定以后断开，流过的电荷量为

【答案】BC

【解析】设开关闭合、断开时,电容器两端的电压为,干路电流为,根据闭合电路欧姆定律有；；  ;

闭合开关后,电容器两端电压为,干路电流为，根据闭合电路欧姆定律有，，所以电容器上的电荷量减少了，故选项A错误，选项B正确；闭合后，电容器上的电荷量为，再断开后,和中的电流与阻值成反比，故流过电阻的电荷量与阻值成反比,故流过电阻的电荷量为，故选项C正确，D错误.