2020版高考物理一轮复习 全程训练计划 课练25 实验：测定电源的电动势和内电阻 练习使用多用电表（含解析）.doc

实验：测定电源的电动势和内电阻练习使用多用电表小题狂练 小题是基础练小题提分快1.2019河南省豫南九校检测某兴趣小组的同学制作了一个“水果电池”：将一铜片和一锌片分别插入一苹果内，就构成了一个简单的“水果电池”，其电动势约为1.5 V，内阻约为几百欧，现要求用量程合适的电压表(内阻几千欧)、电流表(内阻十几欧)来测定水果电池的电动势E和内阻r.本实验的电路应该选择图_(选填“甲”或“乙”)若给出的滑动变阻器有两种规格：A (020 )、B(03 k)本实验中应该选用的滑动变阻器为_，通电前应该把滑动变阻器的阻值调至_(选填“最大”或“最小”)实验中测出六组(U，I)的值，在UI坐标系中描出图丙所示的六个点，分析图中的点迹可得出水果电池的电动势为E_V，内阻为r_.(均保留三位有效数字)根据在中所选择的电路测量得出的电动势E和内阻r的测量值与真实值相比，电动势E_，内阻r_(均选填“偏大”、“相等”或“偏小”)，由此造成的实验误差属于_误差(选填“系统”或“偶然”)答案：甲B最大1.50500相等偏大系统解析：“水果电池”的内阻很大，为了使电表有明显示数，应选用阻值较大的滑动变阻器，由于滑动变阻器的电阻较大，为减小误差，应选择题图甲所示电路(电流表内接法)由题意可知，“水果电池”的内阻很大，若选用020 的滑动变阻器，当滑动触头移动时，电表的读数几乎不变，无法多次测量，使实验的误差较大；为了减小实验误差，应选用最大阻值较大的滑动变阻器B，在闭合开关前，应把滑动变阻器的阻值调到最大图线的纵截距等于电源的电动势，UI图线的纵截距为1.50 V，故水果电池的电动势E1.50 V，图线斜率的绝对值等于内阻，r 500 .由于电流表的分压，使得路端电压存在误差，而电流没有误差，运用图象法分别在UI图上由测量数据作出图线1和修正误差后由真实值作出图线2，由图看出，电动势没有系统误差，即电动势测量值与真实值相等，内阻的测量值偏大，由此造成的实验误差属于系统误差22019福建省福州市闽侯六中测试某同学用伏安法测定电源的电动势和内阻实验室提供的器材有：A待测电源(电动势约18 V，内阻约2 )B电压表(内阻约几十千欧，量程为6 V)C电流表(内阻约为0.3 ，量程为3 A)D滑动变阻器(050 ，3 A)E电阻箱(最大阻值999 999 )F开关G导线若干(1)为完成实验，该同学将量程为6 V的电压表扩大量程，需测定电压表的内阻，该同学设计了图1所示的甲、乙两个电路，经过思考，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的理由是：_.(2)该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到6.0 V；保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为2.0 V时，电阻箱的阻值如图2所示，示数为_；保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为_V.(3)将此电压表(表盘未换)与电流表连成如图3所示的电路，测电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的UI图象如图4所示，则电源的电动势为_V，内阻为_.(结果保留三位有效数字)答案：(1)电路中电流太小，电流表无法准确测量(2)50 45218(3)17.41.60解析：(1)电流表不能和电压表串联，否则电流表读数很小，无法准确测量；(2)根据电阻箱各个旋钮的位置，可得示数为50 452 ；依题意，电压表的内阻与电阻箱阻值之比为1：2，而电阻箱与电压表为串联关系，所以改装后电压表量程为63 V18 V; (3)由于电压表改装过，并且改装后的电压表量程是原来的三倍，结合题图4，可知电源的电动势为5.83 V17.4 V，内阻为题图4中图线斜率的绝对值的三倍，r3 1.60 .32019河北省五校联盟摸底为测定某旧干电池的电动势和内阻，实验室提供了如下器材：A旧干电池一节；B电压表(视为理想电压表，量程为03 V)；C电阻箱R(0999.9 )；D定值电阻R010 ；E多用电表；F开关、导线若干(1)同学甲直接使用多用电表的直流2.5 V挡测量该干电池的电动势，读数如图1所示，则该同学测得的电动势E_V，此测量值比旧干电池电动势的真实值_(选填“大”或“小”)(2)同学乙将干电池接入如图2所示的电路，规范操作得到如图3所示的图象该同学所描绘的图象中，横坐标是_(填选项前的字母)ARB.C.(3)按照(2)问中所选的横坐标，已知图象的斜率为k，纵截距为b，则干电池的电动势E_，内阻r_.(用k、b、R0表示)答案：(1)1.45小(2)A(3)R0解析：(1)由题图1可知，量程为2.5 V，则其读数为1.45 V；由于干电池自身有内阻，测量值为路端电压，故测量值偏小；(2)根据题图2可知两电阻串联，电压表测量R0两端的电压，则由闭合电路欧姆定律可知：UIR0R0，变形得：，故应作出R图象，A正确；(3)根据题图3可知，b ，k，解得：E，rR0.42019广东省湛江市调研某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0(约为5 )和旧电池(电动势约为3 V)实验室备有如下器材：A直流电压表V1、V2(量程均为3 V，内阻均约为 3 k)B电流表A(量程300 mA，内阻为5 )C滑动变阻器R1，最大阻值为20 D开关S一只、导线若干(1)为了尽量准确测定电阻R0的阻值，小组设计了一个电路，如图甲所示为其对应的实物图，请用笔画线代替导线将实物图补充完整(2)为测量电池的电动势E和内阻r，小组设计了如图乙所示的电路图某次实验中电压表的示数如图丙所示，则电压表读数是_V.(3)根据图乙所示的电路图，分别用E、r、R0表示电源的电动势、内阻和定值电阻阻值，则U1与U2的函数关系式为_实验中移动滑动变阻器触头，读出直流电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描出U1U2图象如图丁所示，图中直线的斜率为k，与横轴的截距为b，则电源的电动势E_，内阻r_(用k、b、R0表示)答案：(1)如图所示(2)2.25(2.242.26均可)(3)U1U2解析：(1)由于电流表的内阻已知，为5 ，为了更好地减小误差，电流表应采用内接法(2)根据电压表的读数规则，电压表读数为2.25 V(3)对题图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律，EU2Ir，其中I，两式联立解得：U1U2，故题图丁中的U1U2图象的斜率k，解得电池内阻r；由U20得U1U2图象在横轴的截距b，解得电池电动势E.52019云南省建水六中模拟小明同学在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，为了准确选取电压表和电流表的量程，决定先用多用电表测量小灯泡的阻值(1)在使用前发现电表指针位置如图甲所示，该同学应该调节_(选填“”或“”)(2)小明使用多用电表欧姆“10”挡测量小灯泡电阻阻值，读数如图乙所示，为了更准确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆_(选填“100”或“1”)挡，两表笔短接并调节_(选填“”或“”)(3)按正确步骤测量时，指针指在如图丙所示位置，则小灯泡阻值的测量值为_.答案：(1)(2)1(3)30解析：(1)使用前指针不指零，应调机械调零旋钮；(2)示数太小，应换小倍率，所以小明应旋转开关至欧姆“1”挡，两表笔短接，欧姆调零，应调欧姆调零旋钮；(3)欧姆表读数规则是“示数倍率”，读数应为301 30 .62019云南省昆明一中摸底某同学用灵敏电流计改装多用电表，如图所示为其设计的电路原理图，已知灵敏电流计G的满偏电流为Ig3 mA，内阻Rg100 .(1)根据该电路原理图，A表笔应为_表笔(选填“红”或“黑”)(2)若开关S1闭合，S2接位置1时，要求该电表为00.6 A的电流表，则电阻R1应为_，当开关S1断开，S2接位置3时，要求该电表为03 V的电压表，则电阻R2应为_.(保留三位有效数字) 答案：(1)红(2)0.503900解析：(1)由题图可知，图中A与欧姆表内置电源负极相连，A应是红表笔；(2)若开关S1闭合，S2接位置1时，灵敏电流计G与电阻R1并联，改装成电流表，R10.503 ，当开关S1断开，S2接位置3时，灵敏电流计G与电阻R2串联，改装成电压表，R2900 .72019山东省临沂一中摸底指针式多用电表是常用的电学测量仪器，请完成下列问题如图1所示为多量程多用电表的示意图(1)当接通1或2时，为_(选填“电流”、“电阻”或“电压”)挡，1的量程比2的量程_(选填“大”或“小”)若选择开关拨至“25 mA”挡，指针的位置如图2所示，则测量结果为_mA，接通5或6时，5的量程比6的量程_(选填“大”或“小”)(2)当接通3或4测量某电阻时，用“10”挡时，发现指针偏转角度过大，他应该换用_(选填“1”或“100”)挡，换挡后，在测量前要先进行_若此多用电表所用表头的满偏电流是100 mA，则换挡后电池的电动势E_ V；图1中_(选填“A”或“B”)为红表笔答案：(1)电流大11.5小(2)1欧姆调零1.5A解析：(1)灵敏电流计改装成电流表时要并联一电阻分流，所以1、2位置是电流挡；并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1位置的量程较大；电流表选择挡位为25 mA，电流挡的最小分度是0.5 mA，则读数为11.5 mA；要测量电压，电流计应与电阻串联，由题图2可知当选择开关S旋到5、6位置时测量电压，电流计所串联的电阻越大，所测量电压值越大，故转换开关S旋到5位置的量程比旋到6位置的量程小；(2)因偏转角度过大，则电阻小，要用小量程的，应选择“1”挡，换挡后电路改变，要重新欧姆调零，换挡后中值电阻为R15 ，则换挡后电池的电动势EIgR0.115 V1.5 V，根据电流红进黑出的原则可知，多用电表内电池的正极与黑表笔相连，则A为红表笔.课时测评 综合提能力课时练赢高分1.2019湖北省武汉市部分学校调研如图a所示为一黑箱，内有一节干电池、若干电阻，A、B为黑箱的两个输出端(1)为探索黑箱，某同学用多用电表进行以下测量，你认为正确的操作是_A用欧姆挡测量A、B间的电阻B用直流电流挡测量A、B间的输出电流C用直流电压挡测量A、B间的输出电压D用交流电压挡测量A、B间的输出电压(2)含有电源的黑箱相当于一个等效电源，A、B为等效电源的两极为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图b所示的电路调节电阻箱R的阻值，记录下电压表的示数U，图c是根据实验数据在坐标纸上画出的图象，若忽略电压表内阻的影响，根据图象可求得等效电源的电动势E_V，等效内阻r_.(结果保留三位有效数字)(3)如果考虑电压表内阻的影响，测得的等效电源的电动势与真实值相比_，测得的等效内阻与真实值相比_(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)答案：(1)C(2)1.431.07(1.041.10均正确)(3)偏小偏小解析：(1)因为黑箱内含有电源，所以不能用欧姆挡直接测量；用电流挡测量A、B间的输出电流，可能会造成短路，也不能用交流电压挡测量A、B间的输出电压，只能用直流电压挡测量A、B间的输出电压，选项C正确(2)由闭合电路欧姆定律可知：EUr，即，由题图c可知0.70 V1，解得E1.43 V； /V0.75 /V，则r1.07 .(3)如果考虑电压表内阻的影响，则外电阻的实际阻值小于R，使测得的等效电源的电动势与真实值相比偏小，测得的等效内阻与真实值相比也偏小22019山东省泰安市模拟在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了合适的实验器材(1)甲同学按电路图a进行测量实验，其中R01 ，则请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接；由电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图线如图c所示，可得电源的电动势E_V，内阻r_.(结果保留两位有效数字)(2)乙同学将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，由电压表的读数U和电流表的读数I，画出UI图线如图e所示，可得电源的电动势E_V，内阻r_.(结果保留两位有效数字)答案：(1)见解析3.00.38(2)2.90.50解析：(1)根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；在画出的UI图象中，纵横的截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示内阻与定值电阻R0的和，根据题图c可得：E3.00 V，rR0| 1.38 ，且R01 ，则r0.38 ；(2)由乙同学的电路接法可知，R左右两部分并联后与R0串联，则可知，在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现题图e所示的图象，则由图象可知，当电压为2.40 V时，电流为0.50 A，此时滑动变阻器两部分电阻相等，则总电流为I11 A；而当电压为2.30 V时，电流分别对应0.33 A和0.87 A，则说明当电压为2.30 V时，干路电流为I20.33 A0.87 A1.2 A；则根据闭合电路欧姆定律可得：2.40 VE1 Ar，2.30 VE1.20 Ar，解得：E2.9 V，r0.50 .32019广西南宁摸底某实验小组利用一滑动变阻器和未知内阻的微安表，来测量多用电表欧姆“1 k”挡内部电池的电动势E.(1)该小组采用图1甲中的电路进行实验，请将图1乙中的实物连接完整图1(2)请将下面的实验步骤补充完整：A插上红、黑表笔，把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“1 k”位置，将红、黑表笔_，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“0 ”B按照电路图连接好电路C接通开关，改变滑动变阻器接入电路中的阻值，得到多用电表和微安表的示数分别如图2所示多用电表和微安表的读数分别为_k和_A.D断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到_位置(3)若表盘中央刻度为15，结合以上信息可得多用电表“1 k”挡内部电池的电动势为_V(保留两位有效数字)答案：(1)电路连接如图所示(2)A.短接C22243(242244也正确)DOFF挡(或交流电压最高挡)(3)9.0解析：(1)根据电路图，连接实物图注意多用电表的红表笔连接的是多用电表内部电池的负极，所以红表笔应该通过滑动变阻器连接微安表的负接线柱，黑表笔应该通过开关连接微安表的正接线柱(2)A.根据欧姆表的使用方法可知，选挡后应先进行欧姆调零，即将欧姆表的红表笔和黑表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使指针指向刻度盘的最右侧0 处C.根据欧姆表的读数规则，读数为22 1 k22 k.根据微安表读数规则，微安表读数为243 A.D.根据多用电表使用规则，实验完毕，由于多用电表内部有电池，为避免表笔短路损坏电池，应该将选择开关扳到OFF挡(或交流电压最高挡)(3)欧姆调零后，欧姆表内阻等于表盘上中央刻度乘以挡上所标示的倍率，即欧姆表的中值电阻，由此可知，欧姆表“1 k”挡的内阻为R0151 k15 k.根据闭合电路欧姆定律，可得EI(RR0)，式中I为微安表读数243 A，R为欧姆表读数(即滑动变阻器接入电路中的电阻和微安表内阻之和)22 k，代入数据，可得E243106 A(2215)103 8.991 V9.0 V.42019陕西省西安市联考某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“1”和“10”两种倍率所用器材如下：A干电池：电动势E1.5 V，内阻r1.0 B电流表G：满偏电流Ig1 mA，内阻Rg150 C定值电阻R11 200 D电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9 E电阻箱R4：最大阻值为9 999 F开关一个，红、黑表笔各1支，导线若干(1)该实验小组按图a正确连接好电路当开关S断开时，将红、黑表笔短接，调节电阻箱R2_，使电流表达到满偏，此时闭合电路的总电阻为欧姆表的内阻R内，则R内_，欧姆表的倍率是_(选填“1”或“10”)(2)闭合开关S：第一步：调节电阻箱R2和R3，当R2_且R3_时，将红、黑表笔短接，电流表再次满偏；第二步：在红、黑表笔间接入电阻箱R4，调节R4，当电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为_.答案：(1)1491 50010(2)14150100解析：(1)由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻为R内 1 500 ，则R2R内R1Rgr149 ，中值电阻应为1 500 ，根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种挡位，若为“1”，则中值电阻太大，不符合实际，故欧姆表倍率应为“10”；(2)为了得到“1”倍率，应让满偏时对应的电阻为150 ，电流为I1 A0.01 A，此时表头中电流应为0.001 A，则与之并联的电阻R3中的电流应为0.01 A0.001 A0.009 A，并联电阻为R3 150 ，R2r 15 ，故R2(151) 14 ；题图b所示电流为0.60 mA，则通过电源的电流为6 mA，因此总电阻为R总103 250 ，故待测电阻为R测250 150 100 .5在实验室测量两个直流电源的电动势和内阻电源甲的电动势大约为4.5 V，内阻大约为1.5 ；电源乙的电动势大约为1.5 V，内阻大约为1 .由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：A量程为03 V的电压表VB量程为00.6 A的电流表A1C量程为03 A的电流表A2D阻值为4.0 的定值电阻R1E阻值为100 的定值电阻R2F最大阻值为10 的滑动变阻器R3G最大阻值为100 的滑动变阻器R4(1)选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图甲所示电路测量电源甲的电动势和内阻定值电阻应该选择_(填“D”或“E”)；电流表应该选择_(填“B”或“C”)；滑动变阻器应该选择_(填“F”或“G”)分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到如图乙所示UI图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U5.6I4.4.则电源甲的电动势E_ V，内阻r_.(保留两位有效数字)在测量电源甲的电动势和内阻的实验中，产生系统误差的主要原因是_A电压表的分流作用B电压表的分压作用C电流表的分压作用 D电流表的分流作用E定值电阻的分压作用(2)为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内阻，选择电压表、定值电阻等器材，采用图丙所示电路定值电阻应该选择_(填“D”或“E”)实验中，首先将K1断开，K2闭合，电压表示数为1.48 V然后将K1、K2均闭合，电压表示数为1.23 V，则电源乙电动势E_ V，内阻r_.(小数点后保留两位小数)答案：(1)DBF4.41.6A(2)D1.480.81解析：(1)测电动势约4.5 V的电源电动势与内阻时，由于有定值电阻的存在，电路中的最大电流为 A，如果用量程为3 A的电流表，则读数误差太大，因此，电流表应选B；测电动势约4.5 V电源电动势与内阻时，电路最小电阻为R 7.5 ，考虑电源内阻、滑动变阻器电阻，定值电阻应选D；为方便实验操作，滑动变阻器应选F.由表达式U5.6I4.4及UEI(rR1)可知，电源电动势为E4.4 V，内阻为r5.6 4 1.6 .由电路图可知，电压表的分流作用会造成实验误差，故选A.(2)用图丙所示电路测电动势与内阻，定值电阻适当小一点，实验误差小，因此定值电阻应选D.由电路图可知，K1断开，K2闭合，电压表示数为电源电动势，电压表示数为1.48 V，即电源乙电动势为E1.48 V；K1、K2均闭合，电压表示数为1.23 V，电压表测路端电压，此时电路电流为I A0.307 5 A，电源内阻为r0.81 .6某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池该同学想测量一下这个电池的电动势E和内阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 ，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig0.6 A，内阻rg0.1 )和若干导线(1)请根据测定电动势E和内阻r的要求，设计图甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数I，并做记录当电阻箱的阻值R2.6 时，其对应的电流表的示数如图乙所示处理实验数据时，首先计算出每个电流值I的倒数，再制作R坐标图，如图丙所示，图丙中已标注出了的几个与测量对应的坐标点，请你将与图乙实验数据对应的坐标点也标注在图丙上(3)在图丙上把描绘出的坐标点连成图线(4)根据图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势E_ V，内阻r_ .答案：(1)如图a所示(2)如图b所示(3)如图b所示(4)1.5(1.461.54均可)0.3(0.250.35均可)解析：(1)首先应理解本题的实验原理，由闭合电路欧姆定律可知EI(Rr)，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源电动势和内阻因此，直接将电阻箱和电流表串联在电路中就行(2)当R2.6 时，由题图乙可知I0.5 A，2 A1，描点(2,2.6)，见图b.(3)R图线是一条倾斜的直线注意连线时：不能连成折线；为减小偶然误差，个别偏离太远的点舍去(4)由闭合电路的欧姆定律得EI(Rrrg)，则R(rrg)，故图线的斜率k表示电池电动势E的大小，纵轴截距的绝对值表示电阻(rrg)由图b可知Ek V1.5 V(1.461.54 V范围内均正确)，r0.3 (0.250.35 均正确)72019湖南长沙模拟在测量电池的电动势E和内阻的实验中，某同学在电路中添加了一个未知阻值的保护电阻R0，本实验的器材有：待测电池E，保护电阻R0，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关K1，单刀双掷开关K2，导线若干(1)根据图甲所示的电路原理图把图乙所示的实物图用笔画线代替导线补充完整(2)该同学先将K2扳到_(填“a”或“b”)来测量定值电阻两端的电压和电流，调节滑动变阻器的滑片，读出几组电压表和电流表的数据并记录；再将K2扳到_(填“a”或“b”)来测量路端电压和电流，调节滑动变阻器的滑片，读出几组电压表和电流表的数据并记录(3)将两次记录的数据在同一个坐标系中描点作图，如图丙所示，由图象可得保护电阻R0_，被测电池的电动势E_V，内阻r_；由实验电路图分析可知，所测电阻R0的测量值_(填“大于”“小于”或“等于”)真实值，这对测量电池的电动势和内阻_(填“有影响”或“无影响”)答案：(1)如图所示(2)ab(3)21.50.5大于无影响解析：(1)由电路的结构可知，开关K2分别在a点和b点时，测量的电压分别是R0的电压与路端电压，由此连接完整电路，如图所示(2)由题图甲可知，要想测量定值电阻R0的阻值，应测量电阻R0两端的电压和电流，故应将开关K2扳到a；而要想测量电池的电动势和内阻，应测量路端电压和干路电流，故应将开关K2扳到b.(3)由题图丙可知，保护电阻阻值R0 2 ；由题图丙电池的UI图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.5，被测电池的电动势E1.5 V，内阻r 0.5 ；由题图甲电路图可知，电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，电压表的测量值偏大，由欧姆定律可知，保护电阻R0的测量值大于真实值；保护电阻对测电池的电动势与内阻没有影响