4.2 科学测量：电源的电动势和内阻基础巩固 2021—2022 学年高中物 理鲁科版（2019）必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．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 U  I 图线，从图象中可以看出（ ） A．电池 a 的电动势较大，内电阻较大 B．电池 a 的电动势较小，内电阻较小 C．电池 b 的电动势较小，内电阻较大 D．电池 b 的电动势较大，内电阻较小 2．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 ~ 20Ω ，接电路 的实物图如图所示。下列对该学生接线说法错误的是（　　） A．滑动变阻器不起变阻作用 B．电流表接线有错 C．电压表量程选用不当 D．电压表接线不妥 3．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 4．如图是测量电源电动势和内电阻的电路，关于误差的说法正确的是( ) A．由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值小于真实值 B．由于电流表的分压作用，使内电阻的测量值大于真实值 C．由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值小于真实值 D．由于电压表的分流作用，使内电阻的测量值大于真实值 5．小芳同学利用手边的实验器材设计了如图所示的电路，电阻 R 的阻值以及电源的电动势和内阻均未知， 电压表另一端的接线位置待定。通过改变滑动变阻器接入电路的阻值获得多组数据，并描绘出 U-I 关系图 像（U、I 分别为电压表和电流表的示数）。不计电表对电路的影响。下列说法正确的是（ ） A．若接 a，利用该图像可得到电阻 R 的阻值 B．若接 b，利用该图像可得到电阻 R 的阻值 C．若接 a，利用该图像可得到电源的电动势和内阻 D．若接 b，利用该图像可得到电源的电动势和内阻 6．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 A． C． E  E0 E  E0 ， ， E0 r0 和 相比较，正确的是（　　） r  r0 B． r  r0 D． E  E0 E  E0 ， ， r  r0 r  r0 7．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 8．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 9．在测电源的电动势和内阻时。某次实验记录数据画出 U-I 图象，下列关于这个图象的说法中正确的是（ ） A．纵轴截距表示待测电源的电动势，即 E=3V B．横轴截距表示短路电流，即 I 短=0.6A C．根据 r E I 短 ，计算出待测电源内阻为 5Ω D．该实验中电源的内阻为 2Ω 10．如图所示，已知电源 E  4V, r  8Ω ，电路中 R1  2Ω, R2 的阻值变化范围是 0 ~ 10Ω 。则调节电路中 R2 的阻值变化，电源的最大输出功率为（　　） A． 0.5W B． 0.8W C． 1.6W D． 2W 11．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 ） R2 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 E  3.0V ，内电阻 r  0.50Ω D．电源的电动势 E  2.5V ，内电阻 r  1.00Ω 12．如图甲所示，电压表 V1、V2 串联接入电路中时，示数分别为 6 V 和 4 V，当只有电压表 V2 接入电路中 时，如图乙所示，示数为 9 V，电源的电动势为 （　　） A．9.8 V B．10 V C．10.8 V D．11.2 V 13．系统误差是由于实验原理等原因而产生的误差，它的数值总是向某一个方向偏离真实值。在 “测电源 电动势和内阻”实验中由于电表的内阻所产生的误差即为系统误差。关于该系统误差产生原因以及影响，以 下正确的是（　　） A．电流表分压；测得的电源电动势偏小，内阻偏小 B．电流表分压；测得的电源电动势偏大，内阻偏大 C．电压表分流；测得的电源电动势偏小，内阻偏小 D．电压表分流；测得的电源电动势偏大，内阻偏大 14．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 R1 均为保护电阻，则该同学的实验电 路可能错接成图中的（　　）。 U /V 0.60 0.70 0.80 0.90 1.0 1.1 I /A 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 A． C． B． D． 15．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，若所测干电池内阻校 小，为减小内阻测量的误差，实验电路应选择如图甲所示电路，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错误的是（　　） 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 r  U 计算出待测干电池的内阻为 1.0Ω I D．甲和乙所示测量电路都测不到内阻的真实值 二、填空题（共 4 题） 16．如图所示，是根据某同学做“用伏安法测定电池的电动势和内电阻”的实验记录，画出的 U-I 图像，则 待测电源电动势 E=___________V，内电阻 r=___________欧。 17．用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时 造成短路，电路中用一个定值电阻 R0 起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有： a．电流表(量程 0.6 A．3 A)； b．电压表(量程 3 V、15 V)； c．滑动变阻器(阻值范围 0～10 Ω、额定电流 2 A)； d．滑动变阻器(阻值范围 0～100 Ω、额定电流 1 A)． (1)要正确完成实验，电压表的量程应选择_____ V，R 应选择阻值范围是______Ω 的滑动变阻器． (2)图是本实验电路原理图，右边的实物图（图）连接是否正确：_____（选对或错）． 18．某同学进行了测定电源电动势和内电阻的实验，将实验数据描绘得到如图（A）所示的图象。根据图 （A）可得，该电源的电动势为_____V，内电阻为_____Ω；若该同学在实验时采用如图（B）所示的电路， 多次测量后，发现电源电动势的测量值总是小于真实值，引起此误差的原因是_____（计算结果保留两位 有效数字） 19．在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材： A．干电池 B．电流表（O~0.6A，内阻约为 0.1 Ω ） C．灵敏电流计 G（满偏电流 I g  200  A ，内阻 rg  500Ω ） D．滑动变阻器（0~20 Ω ，2.0A） E.电阻箱 R F.开关 S，导线若干 （1）由于没有电压表，需要把灵敏电流计 G 改装成量程为 2V 的电压表，如图甲，电阻箱取的电阻值应为 ___________ Ω 。 （2）按图甲所示电路图，请在乙图上完成实物连线________。 （3）在闭合开关 S 前，应将滑动变阻器的滑片移动至图甲中的___________（选填“a”、“中央”或“b”）端。 （4）丙图为该实验绘出的 I1  I 2 图线（ I1 为灵敏电流计 G 的示数， I2 得被测电池的电动势 E  ___________V、内电阻 r  ___________ Ω 。 为电流表 A 的示数），由丙图可求 三、综合题（共 4 题） 20．如图甲所示为测量某电源电动势和内阻的电路图，定值电阻 R1=4.0Ω。根据测量数据描绘的 U-I 图像 如图乙所示。求： （1）电源内阻的测量值 r； （2）电流表示数为 0.6A 时，电源的输出功率 P。 21．若使用旧电池进行该实验时，发现路端电压 U 随电流 I 变化仍不明显，用什么方法可以使这个变化更 明显一些。 22．某次实验得到的 U-I 图像如图所示。请根据该图像求出电源的电动势、内阻和短路电流。 23．某实验小组用电阻箱和电压表（内阻可视为无穷大）按图的电路测定一个水果电池的电动势和内阻。 闭合开关 S 后，调节电阻箱得到各组实验数据如下表。 数据序号 电阻箱的电阻 3 R /  10Ω 电压 U / V 电流  1 2 3 4 5 6 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 4.0 0.09 0.16 0.27 0.40 0.60 0.67 I /  10 3 A  (1)由电阻箱的电阻和电阻箱两端的电压，计算通过电阻箱的电流，把每组电流的数据填在表中的空格处。 (2)根据表中电压和电流的数据，在图中描点，作出 U  I 图像。 (3)根据 U  I 图像，计算水果电池的电动势和内阻。 参考答案 1．A 2．C 3．D 4．C 5．D 6．C 7．A 8．C 9．A 10．A 11．C 12．C 13．C 14．B 15．B 16．3.0 1.0 17．0～3 0～10 18．3.0