1、剑指 2019 年高考物理的 13 个抢分实验实验 9.2 测定电源的电动势和内阻 抢分巧练考题实战 掌握高考脉搏1(2014 课标卷，23)利用如图(a)所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的实验器材有：待测电源，电阻箱 R(最大阻值 999.9 )，电阻 R0(阻值为 3.0 )，电阻 R1(阻值为 3.0 )，电流表(量程为 200 mA，内阻为 RA6.0 )，开关 S.实验步骤如下：将电阻箱阻值调到最大，闭合开关 S；多次调节电阻箱，记下电流表的示数 I 和电阻箱相应的阻值 R；以 为纵坐标， R 为横坐标，作 R 图线(用直线拟合)；1I 1I求出直线的斜率 k 和在纵轴上的
2、截距 b.回答下列问题：(1)分别用 E 和 r 表示电源的电动势和内阻，则 与 R 的关系式为 _.1I(2)实验得到的部分数据如下表所示，其中电阻 R3.0 时电流表的示数如图(b)所示，读出数据，完成下表答： _， _.R/ 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0I/A 0.143 0.125 0.100 0.091 0.084 0.077/A11I6.99 8.00 10.0 11.0 11.9 13.0(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率 k _A 1 1 ，截距 b _A 1 .(4)根据图线求得电源电动势 E _V，内阻 r _.
3、(4)结合 与 R 的关系式，有 k ， b (5.0 r)，解得， E3.0 V， r1.0 .1I 3.0E 3.0E【答案】 (1) R (5.0 r)1I 3.0E 3.0E(2)0.110 A 9.09 A 1(3)见解析图 1.0(或在 0.961.04 之间) 6.0(或在 5.96.1 之间)(4)3.0(或在 2.73.3 之间) 1.0(或在 0.61.4 之间)2(2015 天津卷，9)用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组(电动势约 4.5 V，内电阻约 1 )的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A电流表：量程 0.6 A，内电阻
4、约 1 B电流表：量程 3 A，内电阻约 0.2 C电压表：量程 3 V，内电阻约 30 kD电压表：量程 6 V，内电阻约 60 kE滑动变阻器：01 000 ，额定电流 0.5 AF滑动变阻器：020 ，额定电流 2 A(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_，电压表应选用_，滑动变阻器应选用_(均填仪器的字母代号)(2)下图为正确选择仪器后，连好的部分电路为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_和_相连、_和_相连、_和_相连(均填仪器上接线柱的字母代号)(3)实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验实验中读出几
5、组电阻箱的阻值 R 和对应电压表的示数 U.用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_为纵坐标，以_为横坐标【解析】 (1)因三节干电池的电动势约为 4.5 V，故电压表应选 D；因干电池放电电流不宜超过 0.5 A，故电流表应选 A；由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用 F 即可(2)本实验的实验电路如下图为了连接成如图的实验电路，还需要用导线将 a 与 d， c 与 g， f 与 h 相连(3)实验时，电流表不再使用，电阻箱代替滑动变阻器，实验电路图【答案】 (1)A D F (2) a d c g f h (3) (横纵坐标互换亦可)1U 1R3
6、(2015 江苏卷，10)小明利用如图 1 所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻图 1(1)图 1 中电流表的示数为_ A.(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：U(V) 1.45 1.36 1.27 1.16 1.06I(A) 0.12 0.20 0.28 0.36 0.44请根据表中的数据，在坐标纸上作出 UI 图线图 2由图线求得：电动势 E_V；内阻 r_.（3）实验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间一直保持电路闭合其实，从实验误差考虑，这样的操作不妥，因为_.【答案】 (1)0.44 (2) UI 图象见解析图 1.60(1.581.62 都算对) 1
7、.20(1.181.26 都算对) (3)干电池长时间使用后，电动势和内阻会发生变化，导致实验误差增大4(2015 安徽卷，21)某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从实验室找到以下器材：一个满偏电流为 100 A、内阻为 2 500 的表头，一个开关，两个电阻箱(0999.9 )和若干导线图 1(1)由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为 050 mA 的电流表，则应将表头与电阻箱_(填“串联”或“并联”)，并将该电阻箱阻值调为_.(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，实验电路如图 1 所示，通过改变电阻 R 测相应的电流 I，且作相关计算后一并记录如下表.
8、1 2 3 4 5 6R() 95.0 75.0 55.0 45.0 35.0 25.0I(mA) 15.0 18.7 24.8 29.5 36.0 48.0IR(V) 1.42 1.40 1.36 1.33 1.26 1.20根据表中数据，图 2 中已描绘出四个点，请将第 5、6 两组数据也描绘在图 2 中，并画出 IRI 图线图 2根据图线可得电池的电动势 E 是_V，内阻 r 是_.根据实验电路知， IR 表示电源的路端电压， I 表示电路的电流，故 IRI 图线的纵轴截距即为电池的电动势，则 E1.53 V，图线斜率的绝对值减去改装后的电流表阻值 R 即为电池的内阻，则 r2.0 .【
9、答案】 (1)并联 5.0 (2)如解析图所示1.53 2.05(2016四川理综)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材：待测电源(电动势约 3 V，内阻约 2 )，保护电阻 R1(阻值 10 )和 R2(阻值 5 )，滑动变阻器 R，电流表 A，电压表 V，开关 S，导线若干。实验主要步骤：()将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；()逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数 U 和相应电流表的示数 I；()以 U 为纵坐标， I 为横坐标，作 U I 图线( U、 I 都用国际单位)；()求出 U I 图线斜率的绝对值 k 和在横轴上的截距 a。回答下列问题：(
10、1)电压表最好选用_；电流表最好选用_。A电压表(03 V，内阻约 15 k)B电压表(03 V，内阻约 3 k)C电流表(0200 mA，内阻约 2 )D电流表(030 mA，内阻约 2 )(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_。A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用 k、 a、 R1和 R2表示待测电源的电动势 E 和内阻 r 的表达式 E_，
11、 r_，代入数值可得 E 和 r 的测量值。电源内阻 r k R2；令 U0，得 I ，由题意知与横轴截距为 a，所以 a I ，则 E ka。Er R2 Ek Ek【答案】 (1)A、C (2)C (3) ka k R26(2017天津卷，9)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻其中电流表 A1的内阻 r11.0 k，电阻 R19.0 k，为了方便读数和作图，给电池串联一个 R03.0 的电阻(1)按图示电路进行连接后，发现 aa、 bb和 cc三条导线中，混进了一条内部断开的导线为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、 b间电压，
12、读数不为零，再测量 a、 a间电压，若读数不为零，则一定是 _导线断开；若读数为零，则一定是 _导线断开(2)排除故障后，该小组顺利完成实验通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A1和 A2的多组 I1、 I2数据，作出图象如图由 I1I2图象得到电池的电动势 E _V，内阻 r _.【答案】 (1) aa bb (2)1.4(1.361.44 均可) 0.5(0.40.6 均可)7（2018 江苏卷）一同学测量某干电池的电动势和内阻（1）如图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处_；_（2）实验测得的电阻箱阻值 R 和电流
13、表示数 I，以及计算的 数据见下表:1I根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出 关系图像_由图像可计算出该干电池的电动势1I为_V；内阻为_R/ 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26/A1I6.7 6.0 5.3 4.5 3.8（3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为 100 mV 的电压表并联在电流表的两端调节电阻箱，当电流表的示数为 0.33 A 时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为_V；内阻应为_【解析】（1）连接电路时，电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电阻为零，这样
14、容易烧坏电流表和电源。（2）将数据描点连线，作出一条直线，根据闭合电路欧姆定律 得 ，所以图线的)(rRIErIE1斜率表示电源电动势 ，截距的绝对值表示电源内阻 。VE37.107.6)2(8 20340【答案】 （1）开关未断开 电阻箱阻值为零 （2）图像如图所示：1.4（1.301.44 都算对） 1.2（1.01.4 都算对） （3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致） 1.0（结果比（2）问第二个空格小 0.2）考法模拟 悟透破题之道8(2018天津模拟)某同学把较粗的铜丝和铁丝相隔较近插入苹果中，制成一个苹果电池，用如下器材研究苹果电池的电动势与内阻：开关、电阻箱(最大阻值为 9
15、99 )、毫安表(量程 Ig1 mA.内阻忽略不计)、导线若干(1)在图甲中用实线连接成实验电路(2)闭合开关，改变电阻箱的阻值 R，记录多组 I、 R 的数据，作出 R 图象如图乙直线 a.由此可知此1I时苹果电池的电动势 E_V，内阻 r_.(3)增大铜丝和铁丝的插入深度，重复上述步骤进行实验，作出的 R 图线如图乙直线 b.由此可知，1I电极插入的深度增大，电池电动势_，内阻_.(均填“增大”、“减小”或“不变”)【答案】 (1)如图所示(2)1.0 900 (3)不变 变小9(2016 北京二模)某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势 E 和内阻 r 及电阻 R1的阻值甲实验器材
16、有：待测电源，待测电阻 R1，电压表 V(量程 03 V，内阻很大)，电阻箱 R(099.99 )，单刀单掷开关 S1，单刀双掷开关 S2，导线若干(1)先测电阻 R1的阻值请将该同学的操作补充完整：A闭合 S1，将 S2切换到 a，调节电阻箱，读出其示数 R0和对应的电压表示数 U1.B_，将 S2切换到 b，读出电压表的示数 U2.C电阻 R1的表达式为 R1_(2)该同学已经测得电阻 R13.2 ，继续测电源电动势 E 和内阻 r，其做法是：闭合 S1，将 S2切换到 a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示数 U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的 图线，则电源电动势
17、 E_V，内阻 r_.1U 1R乙【答案】(1)保持电阻箱示数不变 R0 (2)2.0 0.8U2 U1U110某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势 E 和内电阻 r.除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：A电流表 G：测量范围 010 mA，内电阻未知；B电流表 A：测量范围 00.5 A，内电阻很小；C电阻箱 R0：电阻变化范围 0999.9 ，最小精度 0.1 ；D滑动变阻器 R：电阻变化范围 020 ；E开关一个、导线若干(1)实验中，首先需将电流表 G 改装成电压表该同学采用图 10 所示的电路测定电流表 G 的内阻，其主要实验步骤如下，请完成步骤中的填空：图 10将 R0
18、调到某一设定值，滑动变阻器 R 的滑动触头移到 (选填“左端”、“右端”或“任意”)位置，然后闭合开关；多次改变 R0的大小，反复调节滑动变阻器的滑动触头位置，发现当 R05.0 时，电流表 G 的示数为 10.0 mA，电流表 A 的示数为 0.210 A，则电流表 G 的内电阻为 ；拆开电路，采用电阻箱 R0与电流表 G 串联的方式，将电流表 G 改装成量程为 2 V 的电压表 V，则 R0的值应调为 .(2)用改装成的电压表 V 和电流表 A，采用图 11 甲的电路测量干电池的电动势和内电阻根据电压表V 的示数 U 与电流表 A 的示数 I，经描点、连线得到 UI 图象如图 11 乙所示
19、根据图象可求得该干电池的电动势 E V；内电阻 r .(保留三位有效数字)甲 乙图 11【答案】 (1)左端 100 100(2)1.46(1.451.47) 0.920(0.9000.940)11(2015南昌调研)为了测定一电池的电动势和内电阻，实验室中提供有下列器材：A电流表 G(满偏电流 10 mA，内阻 10 )B电流表 A(00.6 A3 A，内阻未知)C滑动变阻器 R(0100 ，1 A)D定值电阻 R0(阻值 990 )E开关与导线若干(1)某同学根据现有的实验器材，设计了图甲所示的电路，请按照电路图在图乙上完成实物连线。（2）图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数
20、据绘出的 I1 I2图线， I1为电流表 G 的示数， I2为电流表 A 的示数，由图线可以得到被测电池的电动势 E_V，内阻 r_。【答案】 (1)实物连线如图(2)9.0 10.012(2016 陕西八校联考)在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中(1)第一组同学利用如图 a 的实验装置测量，电压表应选择量程_(填“3 V”或“15 V”)，实验后得到了如图 b 的 U I 图象，则电池内阻为_。(电压表、电流表均为理想电表)(2)第二组同学也利用图 a 的连接测量另一节干电池，初始时滑片 P 在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片 P 向左滑过一段距离 x 后电流表
21、有读数，于是该组同学分别作出了电压表读数 U 与 x、电流表读数 I 与 x 的关系图，如图 c 所示，则根据图象可知，电池的电动势为_V，内阻为_。【答案】 (1)3 V 1.5 (2)1.5 113在测量一节干电池的电动势 E 和内阻 r 的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路(1)根据图甲实验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接(2)实验开始前，应先将滑动变阻器的滑片 P 移至 _ (选填“ a”或“ b”)端(3)合上开关 S1，S 2接图甲中的 1 位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S 2改接图甲中的 2 位置，改变滑动变阻器的阻值
22、，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数在同一坐标系内分别描点作出电压表示数 U 和对应的电流表示数 I 的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为 UA、 UB，与横轴的截距分别为 IA、 IB.S 2接 1 位置时，作出的 UI 图线是图丙中的 _ (选填“ A”或“ B”)线S 2接 1 位置时，测出的电池电动势 E 和内阻 r 存在系统误差，原因是 _ 表(选填“电压”或“电流”)的示数偏 _ (选填“大”或“小”)【解析】 (1)实物连线图如图所示【答案】 (1)见解析图 (2) a (3) B 电流 小14根据闭合电路欧姆定律，用如图所示电路可以测定电池的电动势和内电阻图中 R
23、0是定值电阻，通过改变 R 的阻值，测出 R0两端的对应电压 U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的根据实验数据在 R 坐标系中描出坐标点，如图所示已知 R0150 ，请完成以下数据分析和处理1U12(1)图中电阻为 _ 的数据点应剔除(2)在坐标纸上画出 R 关系图线1U12(3)图线的斜率是 _ V 1 1 ，由此可得电池电动势 Ex _ V.【解析】 (1)根据画图描点原则应舍掉 80.0 的点(3)根据闭合电路欧姆定律： Ex U12 (R rx)，所以 ，由图可知斜率U12R0 1U12 1Ex RR0Ex rxExR04.4410 3 V1 1 ，即 Ex1.50 V
24、.1R0Ex【答案】 (1)80.0 (2)如图所示(3)4.44103 1.5015某同学用如图所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势 E 和内阻 r， R 为电阻箱干电池的工作电流不宜超过 0.5 A实验室提供的器材如下：电压表 (量程 03 V，内阻约 3 k )；电阻箱(阻值范围 0999.9 )；开关、导线若干甲(1)请根据图甲的电路图在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路乙(2)实验时，改变电阻箱 R 的值，记录电压表的示数 U，得到若干组 R、 U 的数据根锯实验数据绘出如图丙所示的 图线由图象得出电池组的电动势 E _ V，内阻 r 1U 1R_ .丙(3)关于这个实
25、验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是( )A电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差B该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差C本实验用图象法处理数据可以减小偶然误差D如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差【答案】 (1)如图所示(2)2.86(2.852.87 均可) 6.07(6.066.08 均可) (3)CD16目前汽车上都有车载电瓶作为备用电源，用久以后性能会下降，表现之一为电瓶的电动势变小，内阻变大某兴趣小组同学将一块废旧的车载电瓶充满电，准备利用下列器材测量电瓶的电动势和内阻A待测电瓶，电动势约为 3 V，内阻约几欧B直流电压表 V1、V 2，量程均为 3
26、V，内阻约为 3 kC定值电阻 R0未知D滑动变阻器 R，最大阻值为 RmE导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接图，在图乙方框中画出相应的电路图，并标明器材符号(2)实验之前，需要利用该电路图测出定值电阻 R0，方法是先把滑动变阻器 R 调到最大阻值 Rm，再闭合开关，电压表 V1和 V2的读数分别为 U10、 U20，则 R0 _(用 U10、 U20、 Rm表示)(3)实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表 V1和 V2的多组数据 U1、 U2，描绘出 U1U2图象如图丙所示，图中直线斜率为 k，与横轴的截距为 a，则电瓶的电动势 E _，内阻 r _(用k、 a、 R0表示)【答案】
27、(1)如图所示(电路图中需要标明器材符号，存在任一错误都不给分)(2) Rm (3) U20 U10U10 kak 1 R0k 117甲同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势 E 及电阻 R1和 R2阻值实验器材有：待测电源 E（不计内阻），待测电阻 R1，待测电阻 R2，电压表 V（量程为 1.5V，内阻很大），电阻箱 R（099.99），单刀单掷开关 S1，单刀双掷开关 S2，导线若干。（1）先测电阻 R1的阻值请将甲同学的操作补充完整：A闭合 S1，将 S2切换到 a，调节电阻箱，读出其示数 R0和对应的电压表示数 UlB保持电阻箱示数不变， ，读出电压表的示数 U2C则电阻 R1的表达式为 R1 （2）甲同学已经测得电阻 Rl4.80 ，继续测电源电动势 E 和电阻 R2的阻值该同学的做法是：闭合S1，将 S2切换到 a，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R 和对应的电压表示数 U，由测得的数据，绘出了如图乙所示的 1U图线，则电源电动势 E V，电阻 R2 （保留三位有效数字）。【解析】【答案】（1）将 2S切换到； 012RU （2）1.43； 1.20
