重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（練習(xí)）（解析版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)（新教材新高考）

第43講重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)：測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

目錄

01模擬基礎(chǔ)練

【題型一】教材原型實(shí)驗(yàn)

【題型二】實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新

02重難創(chuàng)新練

【題型一】教材原型實(shí)驗(yàn)

(1)設(shè)計(jì)如圖1所示的電路，現(xiàn)有圖2所示的實(shí)驗(yàn)器材和若干導(dǎo)線。圖中已將實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了部分連接，還

應(yīng)當(dāng)用一根導(dǎo)線將電壓表接線柱/7與(填寫(xiě)接線柱對(duì)應(yīng)的字母，下同)接線柱連接，再用另一根導(dǎo)線

將電壓表接線柱g與接線柱連接。

(2)電路接線完畢，在保證電路安全的情況下閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)一直接近3V而電

流表讀數(shù)始終為零。已知導(dǎo)線與接線柱均無(wú)故障，且故障只有一處?，F(xiàn)只改變電壓表接線，再閉合開(kāi)關(guān)、

調(diào)節(jié)變阻器。下列推斷不正確的是o

A.電壓表接在。、了之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，表明滑動(dòng)變阻器短路

B.電壓表接在a、b之間，電壓表讀數(shù)總接近3V、電流表讀數(shù)總為零，表明電流表斷路

C.電壓表接在c、d之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，表明開(kāi)關(guān)是完好的

(3)實(shí)驗(yàn)由圖1正確操作后，根據(jù)下圖數(shù)據(jù)，測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻廠=Q；

1.5

1.3

1.1

0.9

0.7…

00.080.160.240.32

(4)如果連接線接頭嚴(yán)重氧化或與接線柱連接不緊就會(huì)產(chǎn)生“接觸電阻”，若本實(shí)驗(yàn)中連接滑動(dòng)變阻器和電流

表導(dǎo)線接頭處有“接觸電阻”，則由此產(chǎn)生的影響是：電動(dòng)勢(shì)E測(cè)量值____(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

【答案】⑴b!cf/p

⑵A

(3)1.442.47

(4)不變

【詳解】由圖結(jié)合電流的流向可知，由于兒、處是分別同一根導(dǎo)線的兩端；故可知還應(yīng)當(dāng)用一

根導(dǎo)線將電壓表接線柱/I與b或c連接，而再用另一根導(dǎo)線將電壓表接線柱g與/或0連接；

(2)原電路中電壓表示數(shù)為3V電流表示數(shù)為零說(shuō)明電壓表測(cè)量電源電壓，即開(kāi)關(guān)和電源完好，電流表示

數(shù)為零說(shuō)明電流表或者電阻器斷路。

A.電壓表接在a、/之間，由圖可知，測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器端電壓，若電壓表、電流表讀數(shù)總為零表明電

路沒(méi)有接通，有可能為電鍵處斷路，故A錯(cuò)誤；

B.電壓表接在a、b之間，測(cè)量的電流表端電壓，若電壓表讀數(shù)總接近3匕說(shuō)明電壓表與電源連接良好、

而電流表讀數(shù)總為零，則由故障分析可知為電流表斷路，故B正確；

C.電壓表接在c、d之間，電壓表、電流表讀數(shù)總為零，開(kāi)關(guān)兩端電壓為零，說(shuō)明開(kāi)關(guān)連接是完好的，故C

正確。

選不正確的，故選A。

(3)[1][2]由閉合電路歐姆定律可得

U=E-Ir

由圖像的斜率及截距含義可得

電源的電動(dòng)勢(shì)為

E=1.44V

電源的內(nèi)阻為

NU1.44-0.7

Q?2.47Q

NI0.30

(4)電壓表所測(cè)電壓值包含了接觸電阻的電壓，因此對(duì)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值都不影響，故電動(dòng)勢(shì)E測(cè)量

值不變。

2.為了測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻廠，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了以下器材：

待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)E約為1.5V,內(nèi)阻「約為1O）；

量程為3V電壓表V（具有一定的內(nèi)阻）；

滿偏電流4=100mA的電流計(jì)G（%=0.6Q）；

定值電阻K=0.1。，&=0.150,R3=0.2Q,R4=0.3Q,4=2。；

滑動(dòng)變阻器R（阻值變化范圍0~15。）；

開(kāi)關(guān)S一個(gè)；

導(dǎo)線若干。

（1）利用以上實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如題圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，若8是滑動(dòng)變阻器R,。是定值電阻&,

則A是,C是;（填器材符號(hào)）

（2）在器材選擇、電路連接和實(shí)驗(yàn)操作都正確的情況下，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R,得到多組電表讀數(shù)，作出如題

圖乙所示的圖像，由圖像可知該電源的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=。；（均保留三位有效數(shù)

字）

（3）純粹從實(shí)驗(yàn)原理上看，不考慮偶然誤差，電源內(nèi)阻的測(cè)量值__________（填“大于”“小于”或“等于“）真

實(shí)值。

【答案】（1）VG

（2）1.501.21

（3）等于

【詳解】（1）口］⑵因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中需要測(cè)量路端電壓，其中A并聯(lián)在電路中，故A是電壓表V；因?yàn)殡娐分羞B

入的電阻是當(dāng)，而連入電阻為凡時(shí)電流表的量程偏小，故需要改裝電流表，其中。是定值電阻則C就

是電流表G；

（2）改裝后的電流表的內(nèi)阻

代入數(shù)據(jù)解是

&=0.120

由

見(jiàn)="%

代入數(shù)據(jù)解得

1=51,

根據(jù)圖甲及閉合電路歐姆定律可得

U=E-5IG(r+RA)

對(duì)比圖乙可知,縱軸截距為電源電動(dòng)勢(shì)為

E=L50V

斜率絕對(duì)值為

左=1.50_0.9OQ=5(/+R)

0.09lJ

解得

r=1.21Q

(3)由

U=E—5IG(「+

及電路圖可知,U為電壓表實(shí)際測(cè)得電壓，理論與測(cè)量相同，沒(méi)有系統(tǒng)誤差，5/°也為通過(guò)電源的真實(shí)電流,

沒(méi)有系統(tǒng)誤差,&己知，則電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均等于真實(shí)值。

3.某同學(xué)用銅片和鋅片分別插在橙子兩端，做成了橙子電池，他發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象:

(1)先后用指針式電壓表和數(shù)字多用電表(其內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電壓表的內(nèi)阻)分別測(cè)量了單個(gè)橙子電池兩端電壓,

則.(填“指針式電壓表”或“數(shù)字多用電表”)測(cè)量的值更接近于橙子電池電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值。

(2)現(xiàn)測(cè)得單個(gè)橙子電池兩端的電壓約為IV,可是將四個(gè)橙子電池串聯(lián)，卻不能讓額定電壓為3V的小燈泡

發(fā)光，原因可能是.

(3)為了測(cè)量這四個(gè)橙子電池串聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)將橙子接在如圖所示電路中，其中

電流表G1(量程為2mA,內(nèi)阻為15。)

電流表G,(量程為10mA,內(nèi)阻約為3。)

滑動(dòng)變阻器4(0~1000。)

電阻箱鳥(niǎo)(O~9999.9Q)

實(shí)驗(yàn)中用電流表G1與電阻箱&改裝成量程為4V的電壓表，電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)整為.

(4)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀取電流表d的示數(shù)/和對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U,記錄了6組數(shù)據(jù)，描點(diǎn)連

線得到如圖所示得u-/圖線，則四個(gè)橙子電池串聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻廠=0。(結(jié)果均保

留兩位有效數(shù)字)

【答案】(1)數(shù)字多用電表

(2)見(jiàn)解析

(3)1985

(4)3.84.6xl02

【詳解】(1)數(shù)字多用電表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電壓表的內(nèi)阻，根據(jù)

惻R+r

可知數(shù)字多用電表測(cè)量的值更接近于橙子電池電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值。

(2)現(xiàn)測(cè)得單個(gè)橙子電池兩端的電壓約為IV,可是將四個(gè)橙子電池串聯(lián)，卻不能讓額定電壓為3V的小燈

泡發(fā)光，原因可能是橙子電池的內(nèi)阻太大，回路中電流太小，路端電壓太小，燈泡實(shí)際功率太小，燈泡不

發(fā)光。

(3)根據(jù)電壓表改裝原理

t/=/gl(7?gl+jR2)=4V

解得

%=1985。

(4)[1]根據(jù)閉合電路的歐姆定律

E=U+I(H

整理得

u=-(埠+r)/+￡

圖像的縱截距表示四個(gè)橙子電池串聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)，為

E=3.8V

⑵圖像的斜率為

3.8-1.0

k=R+r=Q亡4670

6.0><10一3

解得內(nèi)阻為

2

r=464Q?4.6xl0Q

4.某實(shí)驗(yàn)小組選用以下器材測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

待測(cè)干電池一節(jié)（電動(dòng)勢(shì)約L5V,內(nèi)阻小于1O）；

電壓表V（內(nèi)阻約3k。）；

電流表A（內(nèi)阻約1。）；

滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20Q）；

定值電阻&（阻值2Q）；

定值電阻凡（阻值5Q）；

開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。

（1）該小組連接的實(shí)物電路如圖。所示，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng)，這條導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的編

號(hào)是;

（2）改正這條導(dǎo)線的連接后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻的滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻器的（選填

%”或者“b”）端；

（3）該小組按照?qǐng)D。改正后的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值使電流表示數(shù)逐漸接近滿偏，記錄此

過(guò)程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖b所示。結(jié)果發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)的

變化范圍比較小，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是；（單選，填正確答案標(biāo)號(hào)）

A.電壓表內(nèi)阻較大B.電流表內(nèi)阻較小

C.滑動(dòng)變阻器最大阻值較小D.干電池內(nèi)阻較小

（4）針對(duì)電壓表示數(shù)的變化范圍比較小的問(wèn)題，該小組再利用實(shí)驗(yàn)室提供的一個(gè)定值電阻改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，

重新正確連接電路后，調(diào)整滑動(dòng)變阻器共測(cè)得7組電流和電壓的數(shù)據(jù)，如下表。在如圖c所示的坐標(biāo)紙上已

標(biāo)出5組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上標(biāo)出剩余2組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫(huà)出U—/圖像；

序號(hào)1234567

I/A0.080.140.200.260.320.360.40

UIV1.301.131.000.820.710.600.49

fUN

圖c

(5)根據(jù)圖像和所選的定值電阻，可得該節(jié)干電池的內(nèi)阻約為。(結(jié)果保留兩位小數(shù))。

【答案】(1)2

⑵6

【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)中電壓表測(cè)量路端電壓，故電路中2導(dǎo)線連接不當(dāng)。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)把滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到使接入電路阻值最大的一端。故滑動(dòng)變阻的滑片P應(yīng)置于滑動(dòng)變阻

器的*”端。

(3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律知

E^U+Ir

得

U=E-Ir

電壓表變化范圍小是因?yàn)閳D線的斜率較小，而圖線斜率的絕對(duì)值表示干電池內(nèi)阻，故出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原

因是干電池內(nèi)阻較小，D正確；

故選D。

(4)將前面2個(gè)點(diǎn)描繪在坐標(biāo)紙上，將盡可能多的點(diǎn)描繪在一條直線上，由于(0.32,0.71)偏離直線較

遠(yuǎn)，所以應(yīng)舍棄，畫(huà)出U—/圖像如圖所示；

0.10.20.30.40.50.60.7

（5）進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使電壓表示數(shù)變化明顯，需要把定值電阻與電源串聯(lián)，共同作為等效電源，根據(jù)圖線

求得斜率絕對(duì)值為

0-1.50

k=。?2.50。

0.6-0

可知等效電源內(nèi)阻大于2Q則定值電阻大于2Q小于5Q,所以定值電阻選擇K；可得該節(jié)干電池的內(nèi)阻約為

2.50。—20=0.50。

【題型二】實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新

5.某課題研究小組準(zhǔn)備測(cè)量一個(gè)鋰電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:

A.待測(cè)鋰電池（電動(dòng)勢(shì)E約3.9V,內(nèi)阻r約2。，最大電流/1n=0.6A）；

B.理想電壓表（量程0~3V）；

C.電阻箱R/（0-99.9Q）；

D.定值電阻Ro=4.5。；

E.開(kāi)關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。

（1）課題小組設(shè)計(jì)了如圖1和圖2所示的兩套方案，若要求電壓表能夠達(dá)到滿偏，你認(rèn)為合理的是圖____（填

“1”或“2”），原因是。

（2）若某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)電壓表有示數(shù)，但示數(shù)不變，則可能的原因是（填選

項(xiàng)序號(hào)）。

A.連接定值電阻的導(dǎo)線斷開(kāi)

B.連接電阻箱的導(dǎo)線將電阻箱短路

C.電阻箱調(diào)節(jié)旋鈕失效，調(diào)節(jié)過(guò)程中其電阻恒定不變

(3)故障排除后，多次改變電阻箱的阻值辦，讀出對(duì)應(yīng)的電壓U,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出圖像，如圖3

所示，則電源電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Q(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。

【答案】⑴1見(jiàn)解析

⑵C

(3)4.01.9

【詳解】(1)口］［2］采用圖1方案，當(dāng)電壓表接近滿偏時(shí)，回路內(nèi)的電流約為

可以使用；采用方案2,電壓表示數(shù)最大值為

Um=仆仆=0.6X4.5V=2.7V<3V

不可以使用，故合理的是1方案。

(2)A.若連接定值電阻的導(dǎo)線斷開(kāi)，則電壓表不會(huì)有示數(shù)，故A錯(cuò)誤；

B.若連接電阻箱的導(dǎo)線將電阻箱短路，則電壓表亦被短路，電壓表沒(méi)有示數(shù)，故B錯(cuò)誤；

C.若電阻箱調(diào)節(jié)旋鈕失效，調(diào)節(jié)過(guò)程中其電阻恒定不變，則電阻箱兩端的電壓一定，電壓表的示數(shù)即為電

阻箱兩端的電壓，即此時(shí)調(diào)節(jié)電阻箱時(shí)電壓表有示數(shù)，且示數(shù)不變，故C正確。

故選Co

(3)［1］根據(jù)歐姆定律

整理得

14+廠11

UE&E

圖像的縱截距為

石=4.0V

⑵圖像的斜率為

r=1.9。

6.測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

（1）圖中電流表A的量程為0~0.6A、內(nèi)阻為2.5。。定值電阻凡有標(biāo)稱(chēng)分別為1.0。、20.00、100.00的三個(gè)

定值電阻可選，則該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用舄=。。

（2）正確選擇（1）中定值電阻后，閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄電阻箱的阻值R及對(duì)應(yīng)的電流表的

示數(shù)I,作出:一尺圖線如圖丁所示，則電源的電動(dòng)勢(shì)后=V,內(nèi)阻「=。。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有

效數(shù)字）

（3）若國(guó)的實(shí)際阻值大于標(biāo)稱(chēng)阻值，則（2）中電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值_____（選填“大于”“等于”或“小于”）真

實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)量值_____（選填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值。

【答案】（1）1.0

（2）1.52.5

⑶等于大于

【詳解】（1）回路中的最大電流為

I=--------------

m凡+4+r

若定值電阻&選擇20。。、100.0A,回路中電流較小，電流表偏轉(zhuǎn)減小，實(shí)驗(yàn)誤差較大，故定值電阻&應(yīng)

選擇1.CK1。

（2）[1]根據(jù)閉合電路的歐姆定律

E=I(R+&+&+「)

整理得

；=3+'圖像的斜率為

IEEI

10.0-4.02

9.03

解得電源的電動(dòng)勢(shì)

￡=1.5V

⑵;-R圖像的縱截距為

6=&+6+，=4.0

E

解得內(nèi)阻

r=2.5Q

(3)[1]若%的實(shí)際阻值大于標(biāo)稱(chēng)阻值，!-尺圖像的斜率不變，則電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值。

[2]-y-7?圖像的縱截距為

6=&+凡+1=4.0

E

若&的實(shí)際阻值大于標(biāo)稱(chēng)阻值，則內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值。

7.現(xiàn)有一特殊電池，它的電動(dòng)勢(shì)E約為9V,內(nèi)阻廠約為40Q,己知該電池允許輸出的最大電流為50mA。

為了測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電流表的內(nèi)阻心為8。,

R為電阻箱，阻值范圍為0?999.9Q,此為定值電阻，對(duì)電路起保護(hù)作用。

甲乙

(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻及有以下幾種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好()

A.8QB.40QC.150QD.1000Q

(2)該同學(xué)接入符合要求的&后，閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作

出圖乙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻片

【答案】⑴C

(2)1042

【詳解】(1)把電阻箱的阻值調(diào)為零，則電路中的電流最大

E

max

RA+&「

代入數(shù)據(jù)得

&=135。

故選C。

(2)[1]⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律得

E

R。+R+RR+r

所以

+.+R)+g(…

結(jié)合圖線可得

145—5

E-4xl02

…)=5

所以

E=10V，r=42fl

8.某款新能源電車(chē)用的是刀片電池技術(shù)。有一研究小組想嘗試將其中一塊電芯拆解出來(lái)，測(cè)量其電動(dòng)勢(shì)E

和內(nèi)阻廠。除了要測(cè)量的電池，實(shí)驗(yàn)小組另外找來(lái)了一些器材，并設(shè)計(jì)了如圖甲示的實(shí)驗(yàn)電路圖。

A：已知阻值的定值電阻凡若干個(gè)

B：已知阻值的定值電阻與一個(gè)

C：電壓表一個(gè)，內(nèi)阻很大

D：電鍵，導(dǎo)線若干條（有些導(dǎo)線帶金屬夾）

（1）按電路圖連接好實(shí)物電路，如圖乙所示，閉合電鍵，發(fā)現(xiàn)電壓表指針不偏轉(zhuǎn)，小明用多用電表的直流

電壓擋來(lái)檢測(cè)故障，保持電鍵閉合，將.（填“紅”或“黑”）表筆始終接觸b位置，另一表筆依次試觸服

c、d、e、于、g六個(gè)接線柱，發(fā)現(xiàn)試觸。、于、g時(shí)，多用電表均有示數(shù)，試觸c、d、e時(shí)多用電表均無(wú)示數(shù)。

若電路中僅有一處故障，則故障是

A.接線柱6、c間短路B,接線柱d、e間斷路C.定值電阻斷路

（2）排除故障后，按規(guī)范操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將金屬夾夾到最右端，讓最多凡接入電路，閉合電鍵，記錄接入

電路的定值電阻凡的總數(shù)目n,和讀出相應(yīng)的電壓表示數(shù)U；

（3）改變金屬夾所夾的位置，讓接入電路的定值電阻凡的數(shù)目依次減少，得多組數(shù)據(jù)，并作出圖像如圖丙

所示。其中圖線斜率為左，與縱軸截距為乩則該節(jié)鋰電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻可表示為E=r=o(用

R。、Ri、k、Z?表示）

【答案】紅c1半-4

bb

【詳解】（1）口］根據(jù)多用電表電流“紅進(jìn)黑出”，可知6與電源正極相連，應(yīng)將紅表筆始終接觸b位置。

⑵發(fā)現(xiàn)試觸。、八g時(shí)，多用電表均有示數(shù)，試觸c、d、e時(shí)多用電表均無(wú)示數(shù)。若電路中僅有一處故障,

則故障是定值電阻斷路。

故選C。

（3）［3］回路中的電流為

/=9

叫

根據(jù)閉合電路的歐姆定律

E=U+I(R]+r)

整理得

11

——=R,-+--r--1-1—

UER°nE

圖像的縱截距談

b=—

E

該節(jié)鋰電池的電動(dòng)勢(shì)

E=-

b

［4］圖像的斜率為

k=2

E4

內(nèi)阻為

r=J_R

b1

9.某同學(xué)用圖1所示的電路測(cè)量?jī)晒?jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r,R為電阻箱。實(shí)驗(yàn)

室提供的器材如下：電壓表（量程0~3V,內(nèi)阻約3k。），電阻箱（阻值范圍0~999.9Q）；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

(1)請(qǐng)根據(jù)圖1的電路圖，在圖2中畫(huà)出連線，將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變電阻箱R的值，記錄下電壓表的示數(shù)U,得到如下表所示的若干組R、。的數(shù)據(jù)。

12345678910

電阻R/O60.535.220.013.79.95.84.33.52.92.5

電壓UN2.582.432.222.001.781.401.181.050.930.85

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖3描點(diǎn)如圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D像里描出!圖線________o由圖像得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E=

UR

O0.100.200.300.40

【詳解】(1)如圖

⑵[3]由閉合電路歐姆定律可得

E

U=------R

R+r

則

1r11

—=—?—?—

UERE

故圖像斜率

截距

結(jié)合圖像數(shù)據(jù)得

E=2.8V

r=6.0Q

10.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行測(cè)量電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)?？捎闷鞑娜缦?

A.電池組（電動(dòng)勢(shì)約為3V,內(nèi)阻約為1。）

B.表頭A（量程0?200jiA,內(nèi)阻出=198。）

C.電阻箱R1（阻值調(diào)節(jié)范圍0-99.9。）

D.電阻箱鳥(niǎo)（阻值調(diào)節(jié)范圍0?999.9Q）

E.開(kāi)關(guān)1個(gè)、導(dǎo)線若干

（1）該小組同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路分別如圖（a）中的甲、乙所示，結(jié)合器材規(guī)格可知，電路圖（填“甲”

或“乙”）較合適，且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)將電阻箱（填“與”或“國(guó)”）的阻值調(diào)為。，使改裝后電表的

量程為表頭初始量程的100倍來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。

（2）結(jié)合所選電路圖，在圖（b）中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接完整。

（3）連接電路后，通過(guò)改變另一電阻箱接入回路的阻值R,記錄多組電表示數(shù)/和R的值，作出的關(guān)系圖像如

圖（c）所示，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E=V,內(nèi)阻r=Q,（結(jié)果均保留2位小數(shù)）

（4）不考慮實(shí)驗(yàn)操作和讀數(shù)帶來(lái)的誤差，電池組電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值____真實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)量值_____真實(shí)值。（均

填“大于,，“小于,，或“等于,,）

【答案】⑴乙42

【詳解】（1）口］［2］結(jié)合所給器材規(guī)格可知，若采用電路圖甲，電阻箱&的阻值全部接入回路時(shí)，該回路中

的電流約為

E,

1=-----------=2.5x10-3A

大于表頭的量程，不能完成實(shí)驗(yàn)。電路圖乙較合適。結(jié)合電表改裝原理，有

Z^=99/

Rg

則應(yīng)將電阻箱用接入回路的阻值調(diào)為2。。

(3)[1]⑵由閉合電路歐姆定律得

￡=100/%+

R+RA

整理得

1980+100〃

IEE

又結(jié)合圖像得

100200-1001198Q+1

v,OO^IOOA-'

E3E

解得

E=3.00V,r=1.02Q

(4)[1]⑵結(jié)合上述分析可知，在不考慮實(shí)驗(yàn)操作和讀數(shù)帶來(lái)的誤差時(shí)，不存在實(shí)驗(yàn)誤差，故電池組電動(dòng)勢(shì)

的測(cè)量值和內(nèi)阻的測(cè)量值均等于真實(shí)值。

11.因電動(dòng)汽車(chē)充電比燃燒汽油更便宜，故電動(dòng)汽車(chē)更受到市場(chǎng)的歡迎。某興趣小組為了測(cè)量某電動(dòng)汽車(chē)

上安裝的電池的電動(dòng)勢(shì)E(300V-400V)和內(nèi)阻r(0?10。)，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有器材進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

(1)實(shí)驗(yàn)室只有一個(gè)量程為100V、內(nèi)阻為&=5k。的電壓表，現(xiàn)把此電壓表改裝成量程為400V的電壓表,

需(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個(gè)阻值為舄=kQ的電阻，然后再測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

(2)該興趣小組將電阻箱R和改裝后的電壓表(電壓表的表盤(pán)沒(méi)有改變，示數(shù)記為U)連接成如圖甲所示的

電路，來(lái)測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，根據(jù)電阻箱接入電路的阻值R和電壓表的示數(shù)U作出!圖像，

如圖乙所示，則該電池的電動(dòng)勢(shì)E=V、內(nèi)阻r=。。（結(jié)果取三位有效數(shù)字）

（3）由實(shí)驗(yàn)可知，電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值_______（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值；內(nèi)阻的測(cè)量值________（填

“大于,，“等于,，或“小于’,）真實(shí)值。

【答案】（1）串聯(lián)15

（2）3609.00

⑶等于等于

【詳解】（1）口］［2］根據(jù)電表改裝原理可知，將小量程電壓表改裝成大量程電壓表需要串聯(lián)較大電阻，該串

聯(lián)電阻阻值為

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

4UU

整理可得

J__J_1

4r福

結(jié)合圖像可得

4r

90

r47?v9

聯(lián)立解得

（3）口］［2］由于電壓表內(nèi)阻已知，理論上可以精確計(jì)算出電池電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，則在理論上測(cè)量值和真實(shí)值大

小相等。

12.現(xiàn)設(shè)計(jì)一電路，可用來(lái)測(cè)量未知電阻Rx的阻值，同時(shí)還可測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，如圖甲所示，R為

電阻箱（0-99.9Q）,先置于阻值最大位置。

氏R/Q

⑴斷開(kāi)K2,閉合KI,逐漸減小電阻箱的阻值，得到多組R、/值，并依據(jù)R、/值作出了如圖乙所示的尺-；

圖線。分析可得電源電動(dòng)勢(shì)E=V,電源內(nèi)阻「=Qo

⑵斷開(kāi)K2,閉合KI,當(dāng)R調(diào)至某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)L=L5A；保持電阻箱的位置不變，斷開(kāi)Ki,

閉合K2,此時(shí)電流表的示數(shù)為，2=L2A?？蓽y(cè)得凡=Qo

(3)Ki斷開(kāi)、K2閉合時(shí)，將R的阻值從10Q逐漸減小到0。的過(guò)程，電源輸出功率(選填“一直減

小,,“一直增大,，“先增大后減小,，或“先減小后增大

【答案】⑴30.75

(2)0.5

(3)先增大后減小

【詳解】(1)川⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律

得

R=E-r

I

則氏-：圖象的斜率

k=E

由數(shù)學(xué)知識(shí)求得電源的電動(dòng)勢(shì)

E=3VR軸截距的絕對(duì)值等于內(nèi)阻丁，即

r=0.75Q

(2)K2斷開(kāi)，Ki閉合時(shí)，有

「E

R+r=—

A

Ki斷開(kāi)，K2閉合時(shí)，有

F

R+R+r=—

h

所以

（3）因&＜廠，R的阻值從10。逐漸減小到0。的過(guò)程中4+R=r時(shí)給出功率最大，所以此過(guò)程輸出功率

先增大后減小。

13.某實(shí)驗(yàn)小組想測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路.先將電壓表正接線柱接。

位置，閉合開(kāi)關(guān)，他們發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電流表始終沒(méi)有示數(shù)，電壓表有示數(shù)且不變，

在其他連接不變的情況下，再將電壓表正接線柱接由。位置移到b位置，發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)滑片，電流表和

電壓表均無(wú)示數(shù)。

（1）電路中的故障是；

A.滑動(dòng)變阻器斷路B.電流表斷路C.滑動(dòng)變阻器短路

（2）實(shí)驗(yàn)小組清除故障后將電壓表正接線柱接在a處，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片的位置，記錄相應(yīng)的電壓表和電

流表的示數(shù)，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出U-/圖像，如圖乙.則干電池的電動(dòng)勢(shì)為V（保留3位有效數(shù)字）、

內(nèi)阻為Q（保留2位有效數(shù)字），電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值（選填“偏大”“偏小”或，準(zhǔn)確”）；

（3）將電壓表正接線柱接在6處，閉合開(kāi)關(guān)，重復(fù)（2）中操作作出圖像，如圖丙.此實(shí)驗(yàn)方案的誤差

來(lái)源是電流表分壓，試在圖丙中定性畫(huà)出電源U-/圖像的理論值圖線o

TJ!\T

【答案】（1）B

【詳解】（1）電壓表正接線柱接。位置時(shí)，電流表始終沒(méi)有示數(shù)，電壓表有示數(shù)且不變，說(shuō)明電壓表可以連

通電源，電流表沒(méi)有與電源連通.將電壓表正接線柱由。位置移到6位置時(shí)，電壓表、電流表均無(wú)示數(shù)，說(shuō)

明兩表均不能接通電源，故判斷電流表斷路。故選B。

（2）[1][2]由閉合電路歐姆定律可得

U=E-Ir

由圖可得

E=1.58V

內(nèi)阻為

1.58-1.37^八公

-------------Q=0.64Q

0.33

[3]此種方案由于電壓表分流，E和r的測(cè)量結(jié)果都偏小。

（3）電流表分壓AU=/RA，當(dāng)/=0時(shí)，AU=0,當(dāng)電流是某一值/時(shí)，理論的電壓值應(yīng)該比實(shí)驗(yàn)的電壓值

大AU=/4,且電流/越大，AU就越大，故理論圖線縱截距與實(shí)驗(yàn)圖線相同，斜率比實(shí)驗(yàn)圖線小，如圖所

14.某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)某電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)器材如下:

A.待測(cè)電池（電動(dòng)勢(shì)約為2.0V,內(nèi)阻約為0.5。）；

B.電壓表V（量程為。~3V,內(nèi)阻約為3k。）；

C.電流表A（量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為0.2Q）；

D.滑動(dòng)變阻器（量程合適）;

E.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

（1）實(shí)驗(yàn)電路圖如圖甲，電壓表示數(shù)為U,電流表示數(shù)為/,請(qǐng)寫(xiě)出該電路測(cè)量電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的原理表達(dá)

式.（用U、/、E、廠表示，不考慮電表內(nèi)阻影響）;

（2）某次實(shí)驗(yàn)電壓表指針如圖乙所示，則該電壓讀數(shù)為V；

（3）為減小電表內(nèi)阻引起的誤差，在電表量程不變的情況下，可以采取的措施是

A,換用內(nèi)阻更大的電流表B.換用內(nèi)阻更小的電壓表C.換用內(nèi)阻更

大的電壓表

（4）該實(shí)驗(yàn)測(cè)得電池的內(nèi)阻真實(shí)值（填“大于”、“等于”或“小于”）；

（5）測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)E=2.OV,內(nèi)阻r=0.5O。將兩節(jié)與所測(cè)電池完全相同的電池串聯(lián)組成電池組，與

R=1.0Q的定值電阻及兩個(gè)相同的燈泡構(gòu)成如圖丙所示的電路，燈泡的伏安特性曲線如圖丁所示，則兩個(gè)燈

泡的實(shí)際功率之和為W（結(jié)果保留兩位小數(shù)）;此時(shí)電池組的輸出功率與總功率的百分比〃=%（結(jié)

果保留三位有效數(shù)字）。

t//V|

5.0

//A

0.20.40.60.81.0

T

【答案】（l）E=U+〃

⑵1.80

⑶C

(4)小于

（5）1.5087.5%

【詳解】（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

E=U+Ir

（2）電壓表量程為0~3V,該電壓讀數(shù)為

U=1.80V

（3）由于電壓表的分流作用，相同的路端電壓下，電流表測(cè)量的電流值小于流過(guò)電源的電流，內(nèi)阻的測(cè)量

值為電源和電壓表并聯(lián)后的總電阻，比實(shí)際電源的內(nèi)阻小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，可以采取的措施是換用內(nèi)阻

更大的電壓表。

故選Co

（4）由于電壓表的分流作用，相同的路端電壓下，電流表測(cè)量的電流值小于流過(guò)電源的電流，內(nèi)阻的測(cè)量

值為電源和電壓表并聯(lián)后的總電阻，故該實(shí)驗(yàn)測(cè)得電池的內(nèi)阻小于真實(shí)值o

（5）[1]根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得

2E=U+I(R+2r)

整理得

[7=4-2/

設(shè)每個(gè)燈泡的電壓為UL，則

將關(guān)系畫(huà)到圖像中，如圖所示

讀出橫軸周對(duì)應(yīng)的電流0.50A,電壓1.5V,即為每個(gè)燈泡的電流和兩端電壓，兩個(gè)燈泡的實(shí)際功率之和為

尸=21'。'=2x0.50x1.5W=L50W

⑵路端電壓為

U路=2E-2r/=4-/

將/=Q50A代入，解得

U路=3.5V

電池組的輸出功率與總功率的百分比為

n=￡?￡x100%=—x100%=87.5%

2EI4

15.某探究小組要準(zhǔn)確測(cè)定一個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室老師提供了如下規(guī)格的器材：

A.電源（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V,內(nèi)阻約為60.0。）；

B.電壓表V（量程為0~3V,內(nèi)阻約為3k。）；

C.電流表Ai（量程為0?300RA,內(nèi)阻r/=600.0。）；

D.電流表A2（量程為0~30mA,內(nèi)阻投約為1.0Q）；

E.電流表A3（量程為0~0.6A,內(nèi)阻廠3約為0.1Q）；

F.滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍為0?20。，額定電流為3A）；

G.滑動(dòng)變阻器心（阻值范圍為0?200。，額定電流為1A）；

H.定值電阻后（阻值為4400。）；

I.定值電阻R（阻值為400Q）；

J.開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干。

（1）該探究小組設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的兩種電路圖，要準(zhǔn)確測(cè)定舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，最合適的

是;

/7gA

280

240

200P\

160,\

120-----L------------------------?//mA

（2）若該探究小組以所選電路支路中電表的示數(shù)r為縱坐標(biāo)，干路中電表的示數(shù)/為橫坐標(biāo)，作出/'—/的關(guān)

系圖像如圖丙所示，則根據(jù)測(cè)量電路和圖丙可得該電源的電動(dòng)勢(shì)石測(cè)=v（結(jié)果保留兩位小數(shù)），內(nèi)阻物

=Q（結(jié)果保留一位小數(shù)）；

（3）用本實(shí)驗(yàn)所選的電路測(cè)量，電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值E測(cè)E其（真實(shí)值），內(nèi)阻的測(cè)量值礪餐（真

實(shí)值）。（均選填“或“<”）

【答案】⑴甲

（2）1.4066.7

（3）=>

【詳解】（1）將電流表Ai和用改裝成的電壓表的量程為

[/3=300x10^x（600+4400）V=1.5V

電源電動(dòng)勢(shì)L5V,改裝后的電壓表的量程可以滿足實(shí)驗(yàn)要求，故圖甲合適，將電流表Ai和處改裝成的電

壓表的量程為

C/4=300x10^x（600+400）V=0.3V

0.3V小于電源電動(dòng)勢(shì)1.5V,改裝后的電壓表的量程太小，故圖乙不合適。

故選甲。

（2）[1]⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律有

/'（彳+&）=E測(cè)-/

解得

弓+居彳+&

利用圖中的數(shù)據(jù)可知縱軸截距

/?=^L=280xl0-6A

4+&

代入數(shù)據(jù)解得

“1.40V

斜率的大小為

280x10^-120xl0-64

解得

勺產(chǎn)66.7Q

（3）[1]⑵根據(jù)所選擇的電路可知，當(dāng)，=0時(shí)，路端電壓等于電源電動(dòng)勢(shì)，故電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值沒(méi)有系統(tǒng)誤差,

4=E真

電流表A2的分壓使內(nèi)阻的測(cè)量值存在系統(tǒng)誤差，測(cè)量值為干電池內(nèi)阻r真和電流表A2內(nèi)阻「2之和為

16.一實(shí)驗(yàn)小組利用圖（a）所示的電路測(cè)量一電池的電動(dòng)勢(shì)E（約3V）和內(nèi)阻r（約2。）。圖（a）中電流

表量程為0.6A,內(nèi)阻定值電阻火尸1。；電阻箱R最大阻值為999.9。，S為開(kāi)關(guān)。按電路圖連接

電路。完成下列問(wèn)題：

.20.4^^

\A04

10152025/?(n)

圖（a）圖(b)圖(c)

⑴當(dāng)電阻箱阻值為15.0。時(shí)，電流表示數(shù)如圖（b）所示，此時(shí)通過(guò)電阻箱的電流為A；

（2）通過(guò)圖線可得￡=V；『Qo（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

【答案】（1）0.16

⑵2.98±0.062.26+0.46

【詳解】（1）由于所選電流表的量程為0.6A,所以電流表一小格為0.02A,此時(shí)通過(guò)電阻箱的電流為

8xO.O2A=O.16A

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

E=Z(r+&+/?+&)

Ir+R0+RR

——------------1

IEE

結(jié)合圖像可得

廠+4+&=]5

E

110-1.5

25

解得

E=2.94V,廠=1.91。

17.某研究小組對(duì)銘牌如圖一所示的移動(dòng)電源進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖二，電源內(nèi)阻不超過(guò)1Q,除

開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線外，可選用的其他實(shí)驗(yàn)器材有：

A.電壓表（量程06V,內(nèi)阻未知）

B.毫安表（量程03mA,內(nèi)阻4=99.5。）

C.