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

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○25

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

1.5V，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.①本实验的电路应当选择图________(选填“甲”或“乙”)．②若给出的滑动变阻器有两种规格：A(0～20Ω)、B(0～3kΩ)．本实验中应该采用的滑动变阻器为________，通电前应该把滑动变阻器的阻值调至

________(选填“最大”或“最小”

)．③实验中测出六组(U，I)的值，在U—I坐标系中描出图丙所示的六个点，解析图中的点迹可得出水果电池的电动势为E＝________V，内阻为r＝________Ω.(均保留三位有效数字)④依照在①中所选择的电路测量得出的电动势E和内阻r的测量值与真实值对照，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“有时”)．答案：①甲②B最大③1.50500④相等偏大系统解析：①“水果电池”的内阻很大，为了使电表有明显示数，应采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)．②由题意可知，“水果电池”的内阻很大，若采用0～20Ω的滑动变阻器，当滑动触头搬动时，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，应采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．③图线的纵截距等于电源的电动势，

U—I

图线的纵截距为

1.50V，故水果电池的电动势

E＝1.50

V，图1.5线斜率的绝对值等于内阻，

r＝0.003

Ω＝500

Ω.④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U—I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．2．[2019·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．实验室供应的器材有：A．待测电源

(电动势约

18V，内阻约

2Ω)B．电压表

(内阻约几十千欧，量程为

6V)C．电流表(内阻约为0.3Ω，量程为3A)D．滑动变阻器(0～50Ω，3A)E．电阻箱(最大阻值999999Ω)F．开关G．导线若干(1)为达成实验，该同学将量程为6V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，经过思虑，该同学选择了甲电路，该同学放弃乙电路的原因是：______________________________________.(2)该同学依照图甲连接好电路，进行了以下几步操作．①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；②闭合开关，缓慢调治滑动变阻器的触头，使电压表指针指到

6.0V；③保持滑动变阻器触头不动，调治电阻箱的阻值，当电压表的示数为

2.0V时，电阻箱的阻值如图

2所示，示数为________Ω；④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串通，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为________V.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，调治滑动变阻器的触头，读出电压表和电流表示数，作出的

U—I

图象如图

4所示，则电源的电动势为

________V，内阻为________Ω.(

结果保留三位有效数字

)答案：(1)电路中电流太小，电流表无法正确测量(2)5045218(3)17.41.60解析：(1)电流表不能够和电压表串通，否则电流表读数很小，无法正确测量；(2)依照电阻箱各个旋钮的位置，可得示数为50452Ω；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通关系，因此改装后电压表量程为6×3V＝18V;(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5.8×3V＝17.4V，内阻为题图4中图线斜率的绝对值的三倍，r＝5.8－5.0×3Ω1.50＝1.60Ω.3．[2019·河北省五校缔盟摸底]为测定某旧干电池的电动势和内阻，实验室供应了以下器材：A．旧干电池一节；B．电压表(视为理想电压表，量程为0～3V)；C．电阻箱R(0～999.9Ω)；D．定值电阻

R0＝10

Ω；E．多用电表；F．开关、导线若干．动势

(1)同学甲直接使用多用电表的直流2.5V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，规范操作获取如图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)．11A．RB.RC.R＋R0依照(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)1

b答案：

(1)1.45

小

(2)A

(3)

kR0

k－R0解析：

(1)

由题图

1可知，量程为

2.5V，则其读数为

1.45V；由于干电池自己有内阻，测量值为路端电压，故测量值偏小；

(2)依照题图

2可知两电阻串通，电压表测量

R0两端的电压，则由闭合电路欧姆定律可知：

U＝IR0＝

ER0＋R＋r

R0，变形得：1＝1＋r＋R，故应作出UEER0ER0

1—R图象，U

A正确；

依照题图

3可知，

b＝1＋rEER0

，k＝11b0ER0kR0k4．[2019·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5Ω)和旧电池(电动势约为V)．实验室备有以下器材：A．直流电压表V1、V2(量程均为3V，内阻均约为3kΩ)B．电流表A(量程300mA，内阻为5Ω)C．滑动变阻器R1，最大阻值为20ΩD．开关S一只、导线若干为了尽量正确测定电阻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满．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)依照图乙所示的电路图，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______________________．实验中搬动滑动变阻器触头，读出直流电压表V1、V2的多组数据U1、U2，描出U1—U2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r0表示)．＝________(用k、b、R答案：(1)以下列图(2)2.25(2.24～2.26均可)r＋R0ER0bkR0(3)U1＝rU2－rk－1k－1解析：(1)由于电流表的内阻已知，为5Ω，为了更好地减小误差，电流表应采用内接法．(2)依照电压表的读数规则，电压表读数为2.25V．(3)对题图乙所示电路，依照闭合电路欧姆定律，E＝U2＋Ir，其中I＝U2－U1，R01r＋R02ER012图象的斜率k＝r＋R0R0r＋R0两式联立解得：U＝rU－r，故题图丁中的U—Ur，解得电池内阻r＝k－1；由rER0ER0bkU2－r＝0得U1—U2图象在横轴的截距b＝r＋R0，解得电池电动势E＝k－1.5．[2019·云南省建水六中模拟]小明同学在“描绘小灯泡的伏安特点曲线”实验中，为了正确采用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．在使用前发现电表指针地址如图甲所示，该同学应该调治________(选填“①”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，为了改正确地进行测量，小明应该旋转开关至欧姆

________(

选填“×100”或“×1”)挡，两表笔短接并调治

________(

选填“①”或“②”)．(3)按正确步骤测量时，指针指在如图丙所示地址，则小灯泡阻值的测量值为

________Ω.答案：(1)①(2)×1②(3)30解析：(1)使用前指针不指零，应调机械调零旋钮①；(2)示数太小，应换小倍率，因此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②；(3)欧姆表读数规则是“示数×倍率”，读数应为30×1Ω＝30Ω.6．[2019·云南省昆明一中摸底]某同学用矫捷电流计改装多用电表，以下列图为其设计的电路原理图，已知矫捷电流计G的满偏电流为Ig＝3，内阻Rg＝100Ω.mA(1)依照该电路原理图，A表笔应为________表笔．(选填“红”或“黑”)(2)若开关S1闭合，S2接地址1时，要求该电表为0～0.6A的电流表，则电阻R1应为________Ω，当开关S断开，S接地址3时，要求该电表为0～3V的电压表，则电阻R应为________Ω.(保留三位有效数字)122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接地址1IgRg时，矫捷电流计G与电阻R1并联，改装成电流表，R1＝I－Ig＝0.503Ω，当开关S1断开，S2接地址3时，矫捷电流计G与电阻R串通，改装成电压表，U－IgRg＝900Ω.R＝22Ig7．[2019·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，请达成以下问题．如图1所示为多量程多用电表的表示图．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“25mA”挡，指针的地址如图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100mA，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)矫捷电流计改装成电流表时要并联一电阻分流，因此1、2地址是电流挡；并联电阻越小，分流越大，则改装的电流表量程越大，故1地址的量程较大；电流表选择挡位为25mA，电流挡的最小分度是0.5mA，则读数为11.5mA；要测量电压，电流计应与电阻串通，由题图2可知当选择开关S旋到5、6地址时测量电压，电流计所串通的电阻越大，所测量电压值越大，故变换开关S旋到5地址的量程比旋到6地址的量程小；(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R＝15Ω，则换挡后电池的电动势E＝IR＝0.1×15＝1.5，依照电流红进黑出的原则可知，多用电g表内电池的正极与黑表笔相连，则A为红表笔.课时测评○25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)为研究黑箱，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．调治电阻箱R的阻值，记录下电压表的示数U，图c是依照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，依照图象可求得等效电源的电动势E＝________V，等效内阻r＝________Ω.(结果保留三位有效数字)(3)若是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对照________，测得的等效内阻与真实值对照________．(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)答案：(1)C(2)1.431.07(1.04～1.10均正确)(3)偏小偏小解析：(1)由于黑箱内含有电源，因此不能够用欧姆挡直接测量；用电流挡测量A、B间的输出电流，可能会造成短路，也不能够用交流电压挡测量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CU11r11－1正确．(2)由闭合电路欧姆定律可知：E＝U＋Rr，即U＝E＋E·R，由题图c可知E＝0.70V，解得E＝1.43V；r＝1.45－0.70Ω/＝0.75Ω/，则r＝1.07Ω.(3)若是考虑电压表内阻的影响，则外电阻的实质阻值小于R，E1.0VV使测得的等效电源的电动势与真实值对照偏小，测得的等效内阻与真实值对照也偏小．2．[2019·山东省泰安市模拟]在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室供应了合适的实验器材．甲同学按电路图a进行测量实验，其中R0＝1Ω，则①请用笔画线代替导线在图

b中达成电路的连接；②由电压表的读数

U和电流表的读数

I，画出

U—I

图线如图

c所示，可得电源的电动势

E＝________V，内阻r＝________Ω.(

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

U—I图线如图

e所示，可得电源的电动势

E＝________V，内阻

r＝________Ω.(

结果保留两位有效数字

)答案：(1)①见解析②3.00.38(2)2.90.50解析：(1)①依照原理图可得出对应的实物图，以下列图；②在画出的U—I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00U3.00－1.201.30IΩ＝1.38Ω，且R0＝1Ω，则r＝0.38Ω；(2)由乙同学的电路接法可知，R左右两部分并联后与R0串通，则可知，在滑片搬动过程中，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，因此出现题图e所示的图象，则由图象可知，当电压为2.40V时，电流为0.50A，此时滑动变阻器两部分电阻相等，则总电流为I1＝1A；而当电压为2.30V时，电流分别对应0.33A和0.87A，则说明当电压为2.30V时，干路电流为I2＝0.33＋0.87＝1.2；则依照闭合电路欧姆定律可得：2.40＝E－1×r，2.30＝E－1.20×r，AAAVAVA解得：E＝2.9V，r＝0.50Ω.3．[2019·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“×1k”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乙中的实物连接完满．图1(2)请将下面的实验步骤补充完满：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”地址，将红、黑表笔

________，调整“欧姆调零旋钮”，使指针指到“

0

Ω”．B．依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，获取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

________kΩ和________μA.D．断开开关，拔下红、黑表笔，把多用电表的选择开关扳到________地址．若表盘中央刻度为15，结合以上信息可得多用电表“×1k”挡内部电池的电动势为________V(保留两位有效数字)．答案：(1)

电路连接以下列图

(2)A.短接

C．22

243(242～244也正确

)

D．OFF挡(或交流电压最高挡

)(3)9.0解析：(1)依照电路图，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，因此红表笔应该经过滑动变阻器连接微安表的负接线柱，黑表笔应该经过开关系结微安表的正接线柱．(2)A.依照欧姆表的使用方法可知，选挡后应先进行欧姆调零，立刻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0Ω处．C.依照欧姆表的读数规则，读数为22×1kΩ＝22kΩ.依照微安表读数规则，微安表读数为243μA.D.依照多用电表使用规则，实验达成，由于多用电表内部有电池，为防备表笔短路损坏电池，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“×1k”挡的内阻为R0＝15×1kΩ＝15kΩ.根据闭合电路欧姆定律，可得E＝I(R＋R)，式中I为微安表读数243μA，R为欧姆表读数(即滑动变阻器接入电0路中的电阻和微安表内阻之和)22kΩ，代入数据，可得E＝243×10－6A×(22＋15)×103Ω＝8.991V≈9.0V.4．[2019·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，经过控制开关S和调治电阻箱，可使欧姆表拥有“×1”和“×10”两种倍率．所用器材以下：．干电池：电动势E＝1.5，内阻r＝1.0ΩAV．电流表：满偏电流Ig＝1，内阻Rg＝150ΩBGmAC．定值电阻R1＝1200ΩD．电阻箱R和R：最大阻值都为999.9Ω23E．电阻箱R：最大阻值为9999Ω4F．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，调治电阻箱R2＝________Ω，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＝________Ω，欧姆表的倍率是________(选填“×1”或“×10”)．闭合开关S：第一步：调治电阻箱R2和R3，当R2＝________Ω且R3＝________Ω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刻度值为________Ω.答案：(1)1491500×10(2)14

R4，调治R4，当电流表指针指向图150100

b所示的地址时，对应的欧姆表的解析：(1)由闭合电路欧姆定律可知，欧姆表的内阻为内E1.52内1gR＝I＝0.001Ω＝1500Ω，则R＝R－R－R－r＝149Ω，中值电阻应为1500Ω，依照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，不吻合实质，故欧姆表倍率应为“×10”；(2)为了获取“×1”倍率，应让满偏时对应的电阻为150Ω，电流为11.50.0013中的电流应为0.01I＝150A＝0.01A，此时表头中电流应为A，则与之并联的电阻RA－0.001A＝0.009A，并联电阻为R＝＋Ω＝150Ω，R＋r＝30.00921.5－＋2Ω＝14Ω；题图b所示电流为0.60mA，则经过电0.01Ω＝15Ω，故R＝(15－1)1.53源的电流为6mA，因此总电阻为R总＝6×10Ω＝250Ω，故待测电阻为R测＝250Ω－150Ω＝100Ω.5．在实验室测量两个直流电源的电动势和内阻．电源甲的电动势大体为4.5V，内阻大体为1.5Ω；电源乙的电动势大体为1.5V，内阻大体为1Ω.由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能够供应予下器材：A．量程为0～3V的电压表VB．量程为0～0.6A的电流表A1C．量程为0～3A的电流表A2D．阻值为4.0Ω的定值电阻R1E．阻值为100Ω的定值电阻R2F．最大阻值为10Ω的滑动变阻器R3G．最大阻值为100Ω的滑动变阻器R4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．①定值电阻应当选择________(填“”或“”)；电流表应当选择________(填“”或“”)；滑动变阻DEBC器应当选择________(填“F”或“G”)．②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，计算机拟合获取如图乙所示U－I图象，U和I的单位分别为V和，拟合公式为U＝－5.6I＋4.4.A则电源甲的电动势

E＝________

V，内阻

r＝________Ω.(

保留两位有效数字

)③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为了简略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．①定值电阻应当选择________(填“D”或“E”)．②实验中，第一将1断开，2闭合，电压表示数为1.48．尔后将1、2均闭合，电压表示数为1.23，KKVKKV则电源乙电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(小数点后保留两位小数)答案：(1)①DBF②4.41.6③A(2)①D②1.480.81解析：(1)①测电动势约4.5V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4.5，5.5A若是用量程为3A的电流表，则读数误差太大，因此，电流表应选B；测电动势约4.5V电源电动势与内阻时，电路最小电阻为E4.5Ω＝7.5Ω，考虑电源内阻、滑动变阻器电阻，定值电阻应选；为方便实验操作，R＝＝I0.6D滑动变阻器应选F.②由表达式U＝－5.6I＋4.4及U＝E－I(r＋R1)可知，电源电动势为E＝4.4V，内阻为r＝5.6Ω－4Ω＝1.6Ω.③由电路图可知，电压表的分流作用会造成实验误差，应选A.(2)①用图丙所示电路测电动势与内阻，定值电阻合适小一点，实验误差小，因此定值电阻应选D.②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1.48V，即电源乙电动势为E＝1.48V；K、K均闭合，电压表示数为1.2312V，电压表测路端电压，此时电路电流为U′1.23A＝0.3075A，电源内阻为r＝E－U′I＝R1＝4I≈0.81Ω.6．某同学经过查找资料自己着手制作了一个电池．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999.9Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程Ig＝0.6A，内阻rg＝0.1Ω)和若干导线．(1)请依照测定电动势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R1＝2.6Ω时，其对应的电流表的示数如图乙所示．办理实验数据时，第一计算出每个电流值I的倒数I，再制作11R－I坐标图，如图丙所示，图丙中已注明出了R，I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注明在图丙上．在图丙上把描绘出的坐标点连成图线．(4)依照图丙描绘出的图线可得出这个电池的电动势

E＝________

V，内阻

r＝________

Ω.答案：

(1)

如图

a所示

(2)如图

b所示

(3)如图

b所示(4)1.5(1.46

～1.54

均可)

0.3(0.25

～0.35

均可)解析：(1)第一应理解本题的实验原理，由闭合电路欧姆定律可知E＝I(R＋r)，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通在电路中就行．(