2019版高考物理一轮复习 精选题辑： 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

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
1．关于多用电表的使用：
(1)下列说法正确的是( )
A．多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的
B．用多用电表测电压、电流时，红表笔的电势都高于黑表笔的电势
C．用多用电表测电阻时，红表笔的电势高于黑表笔的电势
D．用多用电表测电压、电流和电阻时，电流都是从红表笔流入的
E．用多用电表测电压、电流和电阻时，都用到了表内的电源
F．测电阻时，必须把与被测电阻相接的电源分离
G．测电阻时，两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，因此，应当用两手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起
(2)用多用电表进行了几次测量，指针的位置如图所示．若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的挡位，相应读数是多少？请填在表格中．
欧姆挡×10________ Ω
直流电流50 mA挡________ mA
直流电压5 V挡________ V
(3)下列操作为某同学用多用电表测一个电阻(阻值约为200 Ω)的操作步骤．下面为已打乱的该同学测量时的操作步骤，请按正常操作排序：________.
A．将两表笔短接，调节欧姆挡调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度
B．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R x的阻值后，断开两表笔
C．调节定位螺丝，使电表指针指在左端零刻线上
D．旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡×10
E．旋转选择开关使其尖端对准OFF挡或交流最大挡，并拔出两表笔
(4)
用多用电表探测图甲所示黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大．那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中的________．
答案：(1)ABDF (2)
欧姆挡×10220 Ω
直流电流50 mA挡19.6 mA
直流电压5 V挡 1.96 V
(3)CDABE (4)B
解析：(1)多用电表是电压表、电流表、欧姆表共用一个表头改装而成的，A正确；用
多用电表测电压、电流时，红表笔的电势都高于黑表笔的电势，B正确；用多用电表测电阻时，红表笔接内部电源的负极，所以其电势低于黑表笔的电势，C错误；用多用电表测电压、电流和电阻时，电流都是从红表笔流入的，D正确；用多用电表测电阻时，用到了表内的电源，测电压、电流时没有用到，E错误；测电阻时，必须把与被测电阻相接的电源分离，F 正确；测电阻时，两个表笔要与待测电阻接触良好才能测得较准确，但是千万不要用两手分别将两个表笔与电阻两端紧紧捏在一起，因为这样相当于将人体电阻并联入电路中，会使得所测电阻偏小，G错误．故选ABDF.(3)用多用电表测一个电阻(阻值约为200 Ω)的操作步骤：①机械调零；②选挡位；③欧姆调零；④测量；⑤整理．所以正确的顺序为：CDABE.(4)用多用电表探测黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F 两点间无电压，说明E、F间没有电源，即电源接在下方；用欧姆挡测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值很小，但反接阻值很大，说明E、F间有二极管，且E点接二极管的正极，那么只有B选项正确．2．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 Ω；电源乙的电动势大约为1.5 V，内阻大约为1 Ω.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0～3 V的电压表V
B．量程为0～0.6 A的电流表A1
C．量程为0～3 A的电流表A2
D．阻值为4.0 Ω的定值电阻R1
E．阻值为100 Ω的定值电阻R2
F．最大阻值为10 Ω的滑动变阻器R3
G．最大阻值为100 Ω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．
①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”)．
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，计算机拟合得到如图乙所示U－I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U＝－5.6I＋4.4.
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
填“D”或“E”)．
闭合，电压表示数为
＝________ V，内阻
逐次改变电阻箱的阻值R，读出与R对应的电流表的示数
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
首先应理解本题的实验原理，由闭合电路欧姆定律可知E ＝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
2.6 Ω时，由题图乙可知I ＝0.5 A ，1I
＝2 A －1，描点图线是一条倾斜的直线．注意连线时：①不能连成折线；②为减小偶然误差，(4)由闭合电路的欧姆定律得E ＝I (R ＋r ＋r g )1.0 A)；
某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图表为电流表________，y 表为电流表
甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E 及电阻，待测电阻R 2，电压表，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关的阻值．请将甲同学的操作补充完整：
，继续测电源电动势，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数1U －1R
图线，则电源电动势
I I
实验时电阻箱和滑动变阻器二者中应选择________；
在虚线框内画出实验原理图；
根据图线求出电池的电动势为________ V，内阻为________ Ω
中产生误差的原因(说出
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.
(3)12 1
的内阻分压产生的系统误差；②电流表读数时产生的偶然误差；
E ＝12 V ；R 0＋r E
＝0.5 A －1，解得r ＝1 Ω.(4)实验中产生误差的原因：电流表A 2的内阻分压产生的系统误差；电流表读数时产生的偶然误差；作1I
－R 图线时产生的偶然误差． 7.
如图所示，一热敏电阻R T 放在控温容器M 内；A 为毫安表，量程6 mA ，内阻为几十欧姆；E 为直流电源，电动势约为3 V ，内阻很小；R 为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S 为开关．已知R T 在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下R T 的阻值．
(1)在图中连线，完成实验电路原理图．
(2)完成下列实验步骤：
a ．依照实验电路原理图连线；
b ．调节M 内的温度，使得R T 的温度为95 ℃；
c ．将电阻箱调到适当的初值，以保证电路安全；
d ．闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I 0，并记录________________________________________________________________________；
e ．将M 内的温度降为T 1(20 ℃<T 1<95 ℃)；调节电阻箱，使得电流表的示数________，记录________；
f ．温度为T 1时热敏电阻的阻值R T 1＝________；
g ．逐步降低M 内的温度，直至20 ℃为止，在温度T 2、T 3、T 4、…情况下重复步骤e 、f.
答案：(1)如图所示 (2)d.电阻箱的阻值R 0 e ．仍为I 0 电阻箱的阻值R 1 f ．R 0－R 1＋150 Ω
解析：(1)该实验中没有电压表，可以应用等效替代法测热敏电阻阻值，M 内温度改变时，通过改变电阻箱接入电路的电阻，保持电路电流不变，则电路总电阻不变，因此应把电源、电流表、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路．(2)本实验的原理是干路电流相等时，电路的总电阻相等，即95 ℃和T 1时电路的总电阻相等，有150 Ω＋R 0＝R T 1＋R 1，即R T 1＝R 0－R 1＋150 Ω.
8.
如图所示的电路，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．
(1)在开关闭合时，为了检测小灯泡以及3根导线，将多用电表接在连接点1、2处，在连接点1、2与电源接好的情况下，应当选用多用电表的________挡，在连接点1、2同时与电源断开的情况下，应当选用多用电表的________挡．
(2)在开关闭合的情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明________可能有故障．
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测小灯泡是否有故障的具体步骤．
①旋转选择旋钮，使其指到欧姆挡．
②________________________________________________________________________.
③________________________________________________________________________.
答案：(1)直流电压欧姆(2)连接点5、6或开关
(3)②将多用电表红、黑表笔短接，进行欧姆挡调零
③测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，说明小灯泡有故障
解析：(1)在1、2两点接好的情况下，应当选用多用电表的直流电压挡，若选电流挡易造成表头烧坏、电源短路，若选欧姆挡则有可能造成多用电表短路、指针倒转．在连接点1、2同时断开的情况下，应选用欧姆挡，直接测量某段电路的电阻即可．(2)电压表示数接近电动势，只有一种可能，即电压表与小灯泡串联接入电路，电压表内阻极大，分得大部分电压，说明连接点5、6或开关断路．(3)②将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．③测量小灯泡的电阻，如电阻无穷大，说明小灯泡有故障．
9．如图所示是多用电表表头的示意图．在正确操作的情况下：
(1)若选择开关的位置如灰箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．
(2)若选择开关的位置如白箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．
(3)若选择开关的位置如黑箭头所示，则测量的物理量是________，测量结果为________．
(4)若选择开关的位置如黑箭头所示，正确操作后发现指针的偏转角很大(指针偏向表盘右端)，那么接下来的正确操作步骤应该依次为：________，________，将红黑表笔分别接被测电阻两端，读出指针所指刻度，再乘以倍率得出测量值．
(5)无论用多用电表进行何种测量(限于直流)，电流都应该从________色表笔经________(填“正”或“负”)插孔流入电表．
答案：(1)直流电压 1.25 V (2)直流电流50 mA (3)电阻 1 500 Ω(4)改用“×10”挡重新进行欧姆调零(5)红正
解析：(1)灰箭头对应直流电压2.5 V挡，应从第二行刻度上读数，指针恰好指在中央刻度处，读数为1.25 V．(2)白箭头对应直流电流100 mA挡，应从第二行刻度上读数，读数为50 mA.(3)黑箭头对应电阻×100挡，应从最上面一行刻度上读数，读数为15，则测量值为1 500 Ω.(4)指针偏转角很大，电阻读数很小，说明倍率偏大，应选更小的“×10”倍率，换挡后要重新将红、黑表笔短接，进行欧姆调零．(5)多用电表进行各种测量时，电流都从红色表笔经正插孔流入．
10．在练习使用多用电表的实验中
(1)某同学连接的电路如图所示．
①若旋转选择开关，使其尖端对准直流电流挡，则此时测得的是通过________的电流；
②若断开电路中的电键，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡，则此时测得的是________的电阻；
③若旋转选择开关，使其尖端对准直流电压挡，闭合电键，并将滑动变阻器的滑片移至最左端，则此时测得的是________两端的电压．
(2)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时，若________．
A．双手捏住两表笔金属杆，测量值将偏大
B．测量时发现指针偏离中央刻度过大，则必须减小倍率，重新调零后再进行测量
C．选择“×10”倍率测量时发现指针位于20与30正中间，则测量值小于25 Ω
D．欧姆表内的电池使用时间太长，虽然完成调零，但测量值将略偏大
答案：(1)①R1②R1和R2串联③R2(2)D
解析：(1)①当多用电表选择开关尖端对准直流电流档时，多用电表与R1串联，此时多用电表测得的是通过R1的电流．②切断电路，选择开关尖端对准欧姆挡时，测得的是R1和R2串联的电阻．③选择开关尖端对准直流电压挡，闭合电键，且滑动变阻器的滑片移至最左端时，多用电表示数等于电阻R2两端的电压，也等于电源的路端电压．(2)双手捏住两表笔金属杆时，测量值为被测电阻与人体电阻的并联阻值，应偏小，A错误；测量时指针若向左偏离中央刻度过大，应增大倍率，B错误；选择开关对应“×10”倍率，指针位于20与30正中间时，测量值应小于250 Ω，C错误；电池使用时间太久，电动势减小，内阻增大，虽
然完成调零，但中值电阻偏小，测量时读数将比真实值偏大，D正确．
为某同学组装完成的简易多用电表的电路图．图中
是可变电阻；表头的满偏电流为
端分别与两表笔相连．该多用电表有
________(填“红”或“黑”)色表笔相连接．
的使用，下列说法正确的是________(填正确答案标号)
．在使用多用电表之前，调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置
．使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置．使用电流挡时，调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置
根据题给条件可得R1＋R2＝________Ω，R4＝________Ω.
某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示．若此时B端是与“1”相连的，则多
( )
A．一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器
B．一个电压表和多个定值电阻
C．一个电流表和一个电阻箱
D．两个电流表和一个滑动变阻器
答案：D
解析：用一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器测量电池的电动势和内阻的原理：两组U、I数据就可解得一组E、r的值，测得多组E、r，再求平均值，A可取．用一个电压表和多个定值电阻测量电池的电动势和内阻的原理：两组U、R数据就可解得一组E、r的值，测得多组E、r，再求平均值，B可取．用一个电流表和一个电阻箱测量电池的电动势和内阻，电阻箱相当于多个定值电阻，测量原理：两组I、R数据就可解得一组E、r的值，测得多组E、r，再求平均值，C可取．用两个电流表和一个滑动变阻器测量电池的电动势和内阻，对两个电流表的量程有要求，并且至少有一个电流表的内阻要知道，所以这种方法是最不可取的，D不可取．
3．(2016·四川卷)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 Ω)，保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω)，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：
(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
(ⅱ)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；
(ⅲ)以U为纵坐标，I为横坐标，作U—I图线(U、I都用国际单位)；
(ⅳ)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：
(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．
A．电压表(0～3 V，内阻约15 kΩ)
B．电压表(0～3 V，内阻约3 kΩ)
C．电流表(0～200 mA，内阻约2 Ω)
D．电流表(0～30 mA，内阻约2 Ω)
(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＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．
答案：(1)A C (2)C (3)ak k－R2
解析：(1)电压表测量路端电压，测量中为了减小误差，通过电压表的电流越小越好，在量程一样(0～3 V)的情况下，其内阻越大越好，故电压表应选A；电路中的电流最大值大
约为3 V
＋Ω
＝200 mA，故电流表应选C.(2)滑片从左向右滑动时，电压表示数增大，
说明滑片滑动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，只有C项的接法符合上述情形．(3)U－I
图线如图所示，斜率的绝对值k ＝r ＋R 2，故r ＝k －R 2.横轴截距a ＝
E r ＋R 2，则E ＝ak .
刷仿真模拟——明趋向 4．(2018·广东广州模拟)利用多用电表和电阻箱测量电源的电动势和内阻的电路如图甲所示，调节电阻箱，记录多组电阻箱示数R 和多用电表示数I ，作出的图线如图乙所示．由图乙可求得电动势E 测＝________V ，内阻r 测＝________Ω(结果均保留两位有效数字)．忽略偶然误差，本实验测得的E 测、r 测与真实值比较：E 测________E 真，r 测________r 真(填“<”“＝”或“>”)．
答案：2.9 1.2 ＝ >
解析：根据闭合电路欧姆定律得E ＝IR ＋Ir ，可得R ＝1I
E －r ，可知图线斜率表示电动势，纵轴截距的绝对值表示内阻，则E ＝6＋1.22.5
V ＝2.9 V ，内阻r ＝1.2 Ω.将多用电表的内阻等效到电源的内部，则有R ＝1I
E －(R A ＋r )，可知测得的内阻等于电源的实际内阻与多用电表的内阻之和，故内阻的测量值偏大，而多用电表的内阻对图线的斜率没有影响，故电动势的测量值准确．
5．(2018·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R 0，本实验的器材有：待测电池E ，保护电阻R 0，电流表A ，电压表V ，滑动变阻器R ，开关K 1，单刀双掷开关K 2，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K 2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K 2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R 0＝________Ω，被测电池的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω；由实验电路图分析可知，所测电阻R 0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”)．
b (3)2 1.5 0.5 大于 无影响
由电路的结构可知，开关K 2分别在a 点和b 点时，测量的电压分别是压与路端电压，由此连接完整电路，如图所示．
由题图甲可知，要想测量定值电阻R 0的阻值，应测量电阻；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，故应将由题图丙可知，保护电阻阻值R 0＝U 0I ＝1.20.6
Ω＝2 Ω；由题图丙电池的为滑动变阻器．
G 的满偏电流I g ＝200 μA ，按图乙所示电路，用半偏法测定灵敏电，其中电阻R 4约为1 k Ω.为使测量值尽量准确，在以下器材中，电源应选用________，电阻R 2应选用________．(填器材前的字母1.5 V)
6 V)
；多用电表一只；电压表两只；电流表一只；滑动变阻器一只；开关一个，导线若干．
该同学首先用多用电表“2.5 V”直流电压挡粗略测量电源的电动势，
为较准确地测量该电源的电动势和内阻并同时测出定值电阻
U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，在将滑动变阻器的
记录了U1、U2、I的一系列值，并作出图丙所示三幅
理实验数据，从而计算电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值．
其中，可直接算出电源电动势和内阻的图是________，可直接算出定值电阻
本实验中定值电阻阻值的测量存在误差，造成这一误差的原因是
2分流共同造成
2分流及电流表A分压共同造成
分流造成
、滑动变阻器R分压共同造成
(2)A C (3)C
由题图甲可知，所选量程为直流 2.5 V，故选择第二行中最上方刻度进行测，故指针所指示的读数为1.50 V.
由题图乙可知，电压表V1测量电源的输出电压，而电压表V2测量的是
为路端电压，故由A图可以直接算出电源电动势和内阻；要想算出定
电流表的示数不变 r 1－r 2 (2)1.5 1.0 (3)大于 切换到b ，调节电阻箱，使电流表的示数不变，则由闭合电路欧姆定律得E ＝I (R ＋R 2＋R 1)，解得1I ＝1E R ＋R 2＋R 1E ，，纵轴截距b ＝2.0 A －1，则1E ＝k ，R 2＋R 1E
＝b ，解得按照图甲所示的电路用笔画线代替导线连接实物图乙．
时流过蓄电池的电流强度为闭合开关后，通过调节滑动变阻器的触头，把读出的电压表丙的坐标系中，若忽略偶然误差，从理论上分析，则蓄电池的内阻测量值于”、“小于”或“等于”)真实值；外电路短路时的电流为(2)0.20 (3)等于 1.44 0.31
1.0 V 时，根据欧姆定律得出I ＝电压表皆为理想电表，蓄电池的内阻测量值等于真实值；，外电路短路电流为E r
＝1.44 A ；因为r <R 0，故当滑动变阻器连入电路的电阻为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的________
该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的时，太阳能电池的电阻________(填“很大”或“很小”)；当电压为________ Ω.
当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为________ V ，若把它与阻值为阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是________%.((1)a (2)很大 1.0×103 (3)2.80 64.3(64.1～64.5之间均算对a 图电路可以在电池板上得到从零开始的电压，故应选a 图；(2)2.00 V 时，通过太阳能电池的电流为零，故太阳能电池的电阻很大；当电压为
时，电流为2.8 mA ，则可知太阳能电池的电阻为R ＝U I ＝ 2.8 V 2.8×10－3 A
＝1.0×10图线可知，电池板作为电源时的电动势为2.80 V ；若把它与阻值为。