高考物理电学实验电动势和内阻测量专题练习(真题+模拟)

电学实验测电动势和内阻的专题练习实验原理
1．如图甲或乙所示，改变R的阻值，从电压表和电流表中读出几组I、U值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组E、r值，最后分别算出它们的平均值．
2．用图象法来处理数据，在坐标纸上以I为横坐标、U为纵坐标，用测出的几组I、U值画出U­I图象，如图丙所示，直线跟纵轴的交点的纵坐标表示电源电动势E的值，图线斜率的绝对值即内阻r的值．
系统误差
(1)若采用甲图电路，由于电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表的分流越多，对应的I真与I测的差越大．其U­I图象如图丁所示．
结论：E测<E真，r测<r真．
(2)若采用乙图电路，由于电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应U真与U测的差越大．其U­I图象如图戊所示．
结论：E测＝E真，r测>r真．
1、(2019·山东威海三模)某同学利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。

实验电路如图甲所示，现有开关和导线若干，以及如下器材：
A．电流表A：量程0～0.6 A，内阻约0.125 Ω
B．电压表V：量程0～3 V，内阻约3 kΩ
C．滑动变阻器0～20 Ω
D．滑动变阻器0～200 Ω
(1)为了操作方便，减小实验误差，滑动变阻器应选用________(选填相应器材前的字母)。

(2)闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最________端(选填“左”或“右”)。

(3)图乙是该同学根据实验数据绘制的U ­I 图线，根据图线求得被测干电池的电动势E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω(结果保留到小数点后两位)。

(4)该实验中，产生系统误差的主要原因是________。

图丙中实线为根据测量数据绘制的图线，虚线代表在没有误差情况下，电压表两端电压的真实值与通过电源电流真实值关系的图线，图丙四幅图中能够正确反映两者关系的是________。

答案 (1)C (2)右 (3)1.48 0.90(4)电压表分流 D
解析 (1)若选C ，则电路中的电流最小约为1.5 V 20 Ω
≈0.08 A ，此时电流表指针偏转已经较小；若选D ，则滑动变阻器阻值从200 Ω到20 Ω，电路中的电流一直很小，所以为了方便实验操作，滑动变阻器应选择C 。

(2)滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于阻值最大处，即右端。

(3)由图示电源U ­I 图象可知，电源电动势为：E ＝1.48 V ，电源内阻为：r ＝ΔU ΔI ＝1.48－1.100.42
Ω≈0.90 Ω。

(4)由图示电路图可知，电流表采用内接法，由于电压表不是理想电表，故存在分流现象，导致测得通过电源的电流偏小；而当外电路短路时，电压表的分流可以忽略，故真实图象和测量图象在横轴上的交点相同，故D 正确，A 、B 、C 错误。

2、用实验测一电池的电阻r 和一待测电阻的阻值R x .已知电池的电动势约6 V ，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：
电流表A 1(量程0～30 mA)；
电流表A 2(量程0～100 mA)；
电压表V(量程0～6 V)；
滑动变阻器R 1(阻值0～5Ω)；
滑动变阻器R 2(阻值0～300Ω)；
开关S 一个，导线若干条．
某同学的实验过程如下：
Ⅰ.设计如图所示的电路图，正确连接电路．
Ⅱ.将R 的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R 的阻值，测出多组U 和I 的值，并记录．以U 为纵轴，I 为横轴，得到如图所示的图线．
Ⅲ.断开开关，将R x 改接在B 、C 之间，A 与B 直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U －I 图线，图线与横轴I 的交点坐标为(I 0，0)，与纵轴U 的交点坐标为(0，U 0)．
回答下列问题：
(1)电流表应选用________，滑动变阻器应选用________．
(2)由U －I 图线，得电源内阻r ＝________Ω.
(3)用I 0、U 0和r 表示待测电阻的关系式R x ＝________，代入数值可得R x .
(4)若电表为理想电表，R x 接在B 、C 之间与接在A 、B 之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________．(均选填“相同”或“不同”)
答案：(1)A 2 R 2 (2)25 (3)U 0I 0
－r (4)相同 不同
解析：(1)由题U －I 图线可知电流表量程应为0～100 mA ，故选A 2.路端电压大于5.5 V ，而电源电动势E ＝6 V ，故R 外≫r ，则滑动变阻器选R 2.
(2)由题图得：r ＝ΔU ΔI ＝25 Ω.
(3)R x ＋r ＝U 0I 0，R x ＝U 0I 0－r .
(4)电流I ＝E R ＋r ＋R x
，r ＋R x 一定，R 从300 Ω变到某同一阻值，电流变化范围相同． R x 接A 、B 间时，U ＝E R ＋R x ＋r (R ＋R x )，R x 接B 、C 间时，U ′＝E R ＋R x ＋r
R ，故两种情况下电压变化不同．
3、已知某电池的电动势为11～13 V ，内阻小于3 Ω，由于直流电压表量程只有0～3 V ，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)改装为量程为0～15 V 的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：
(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空．
第一步：按电路图连接实物；
第二步：把滑动变阻器的滑片移到最右端，把电阻箱的阻值调到零；
第三步：闭合开关，把滑动变阻器的滑片调到适当位置，使电压表的读数为3 V ； 第四步：把电阻箱的阻值调到适当值，使电压表的读数为____________V;
第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为0～15 V 的电压表．
(2)实验可供选择的器材有：
A ．电压表(量程为0～3 V ，内阻约2 k Ω)
B ．电流表(量程为0～3 A ，内阻约0.1Ω)
C ．电阻箱(阻值范围0～9 999Ω)
D ．电阻箱(阻值范围0～999Ω)
E ．滑动变阻器(阻值为0～20 Ω，额定电流2 A)
F ．滑动变阻器(阻值为0～20 k Ω，额定电流0.2 A)
电阻箱应选____________，滑动变阻器应选__________．(选填相应器材前的字母)
(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电池电动势E 和内阻r ，实验电路如图乙所示，得到多组电压U 和电流I 的值，并作出U －I 图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V ，内阻为________Ω.
答案：(1)0.6 (2)C E (3)11.5 2.5
解析：(1)将量程为0～3 V 的电压表改装成量程为0～15 V 的电压表，串联电阻箱后的总内阻为原来电压表内阻的5倍，由于滑动变阻器滑片的位置不变，分压部分两端的电压仍为3 V ，此时电压表两端的电压为0.6 V.
(2)改装电压表需要串联的电阻阻值大约为8 k Ω，故电阻箱选C ；由于采用分压式电路，滑动变阻器选E.
(3)由于电压表改装后量程扩大5倍，将图丙的纵坐标值扩大5倍，即可根据纵轴截距得电池的电动势为11.5 V ，由图线斜率的绝对值可求得电池的内阻为2.5 Ω.
4、(2018·江苏高考)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 和电流表示数I ，以及计算的1I
数据见下表：
根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出R ­1I
关系图象，由图象可计算出该干电池的电动势为________V ；内阻为________ Ω。

(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________ Ω。

答案 (1)开关未断开 电阻箱阻值为零
(2)图象如图所示。

1．37(1.30～1.44都算正确) 1.20(1.0～1.4都算正确)(3)1.37(结果与(2)问第一个空格一致) 1.00(结果比(2)问第二个空格小0.2)
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路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。

(2)将数据描点连线，作出一条倾斜的直线。

根据闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r )得R ＝E ·1I －r ，所以图线的斜率表示电源电动势，E ＝
8－－1.26.7－0
V ＝1.37 V ，截距绝对值表示电源内阻：r ＝0.4×3.0 Ω＝1.20 Ω。

(3)用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻R A ＝U A I A ＝66.0×10－3
33×10－2
Ω＝0.20 Ω，考虑电表内阻对实验的影响，则E ＝I (R ＋R A ＋r )，得R ＝E ·1I
－(R A ＋r )，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为1.37 V ，图线的截距绝对值表示(R A ＋r )，所以内阻精确值为r ＝(1.20－0.20) Ω＝1.00 Ω。

5、(2019·黑龙江哈尔滨三中二模)(1)某同学根据如图甲所示的装置测量某电源的电动势和
内阻，实验测得电压表的读数为U 1时电阻箱的读数为R 1；当电压表的读数为U 2时电阻箱的读数为R 2，则电源的电动势E ＝________。

(2)为减小电压表读数带来的实验误差，该同学结合实验室的器材对原电路稍作了改进如图乙：请根据电路图将图丙所示器材连接成电路。

(3)闭合开关后，调节电阻箱接入电路的阻值，得到多组电阻箱接入电路的阻值R 和对应的电压表的示数U ，为了比较准确地得出实验结论，该同学准备用直线图象来处理实验数据，
根据测得的多组电阻箱的阻值R 和记录的对应电压表的读数U ，作出1U ­1R 图象如图丁所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为－0.2 Ω－1和0.5 V －1，定值电阻的阻值R 0＝4.5 Ω。

则可得该电源的电动势为________，内阻为________。

答案 (1)U 1U 2R 1－R 2R 1U 2－R 2U 1
(2)图见解析(3)2 V 0.5 Ω
解析 (1)根据闭合电路欧姆定律得：E ＝U 1＋U 1R 1r ，E ＝U 2＋U 2R 2r ，联立可得：E ＝
U 1U 2R 1－R 2R 1U 2－R 2U 1。

(2)连接电路如图所示：
(3)根据闭合电路欧姆定律，有：E ＝U ＋U R (r ＋R 0)，变形可得：1U ＝1E ＋R 0＋r E ·1R ，故1U ­1R
图象的斜率为k ＝R 0＋r E ，纵截距为1E ，由图可知k ＝0.50.2
，纵截距为0.5，解得：E ＝2 V ，r ＝0.5 Ω。

6、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 Ω)的电动势和内电阻，除待测电池组、开关、导线外，还有下列器材供选用：
A ．电流表：量程0.6 A ，内电阻约1 Ω
B ．电流表：量程3 A ，内电阻约0.2 Ω
C ．电压表：量程3 V ，内电阻约30 k Ω
D ．电压表：量程6 V ，内电阻约60 k Ω
E ．滑动变阻器：0～1 000 Ω，额定电流0.5 A
F ．滑动变阻器：0～20 Ω，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，为使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．
答案：(1)A D F (2)a d c g f h (3)1U 1R (或U U R 或R U
R )(横纵坐标互换亦可) 解析：(1)为了使测量更准确，电流表选量程为0.6 A 的电流表A ，电池组的电动势约4.5 V ，故电压表选D ，为了便于调节滑动变阻器应选F.
(2)为了使测量误差尽可能小，测量电源电动势和内电阻的原理图如图(a)所示，因此将a 、d 相连，c 、g 相连，f 、h 相连．
(3)用电阻箱和电压表测量电源电动势和内电阻的实验原理图如图(b)所示，根据闭合电路欧姆定律，得E ＝U ＋U R
r 所以1U ＝1E ＋r E ·1R ⎝
⎛⎭⎪⎫或U ＝E －U R r 或R U ＝r E ＋1E R ， 因此可作出1U －1R ⎝ ⎛⎭
⎪⎫或U －U R 或R U －R 图象处理数据． 7、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R 1和R 2的阻值．
实验器材有：待测电源E (不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为1.5 V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干．
(1)先测电阻R 1的阻值．请将甲同学的操作补充完整：
闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1.保持电阻箱示数不变，______________________，读出电压表的示数U 2.则电阻R 1的表达式为R 1＝______________．
(2)甲同学已经测得电阻R 1＝4.80 Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值，该同学的做法是：闭合S 1，将S 2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 ，用测得的数据，绘出了如图乙所示的1U －1R
图线，则电源电动势E ＝________V ，电阻R 2＝________Ω(保留3位有效数字)．
答案：(1)将S 2切换到b U 2－U 1U 1
R 0 (2)1.43 1.20 解析：(1)保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，由于R 和R 1串联，所以通过R 1的电流I ＝U 1
R 0，
R 1两端的电压为U 2－U 1，所以R 1＝U 2－U 1I ＝U 2－U 1U 1
R 0. (2)根据闭合电路欧姆定律，E ＝U R (4.8＋R 2＋R )，所以1U ＝1E ·(4.8＋R 2)1R ＋1E
，由此式看出，1U －1R 图线的截距为 1E ＝0.7，斜率k ＝1E ·(4.8＋R 2)＝2.8－0.70.5
＝4.2，由此两式得，E ≈1.43 V ，R 2＝1.20 Ω.
8、(2019·重庆一中高三5月模考)某物理兴趣小组的同学现在要测定由两节新干电池组成的电池组的电动势和内阻大小，该同学根据实验室提供的实验器材设计了如图1所示的原理图，其中定值电阻R 1＝1.0 Ω，R 0＝2.0 Ω，毫安表的量程范围为0～150 mA ，内阻大小为r mA ＝4 Ω。

试完成下列问题：
(1)请根据原理图将如图2所示的实物图连接好。

(2)实验中电压表所选的量程为0～3 V ，某次测量中电压表的读数如图3所示，则此次实验中电压表的读数为U ＝________ V 。

(3)他们已经将实验中所测得的实验数据描点，并作出了U ­I 图象，如图4所示。

则电池组的电动势为E ＝________ V ，内阻为r ＝________ Ω。

答案 (1)图见解析 (2)2.50 (3)2.98 2.46
解析 (1)实物连线如图所示。

(2)电压表所选的量程为0～3 V ，分度值为0.1 V ，则电压表的读数为U ＝2.50 V 。

(3)将R 0等效为电源的内阻，等效电源内阻为r 0＝r ＋R 0。

设毫安表读数为I ，毫安表内阻为4 Ω，与毫安表并联的电阻阻值为R 1＝1.0 Ω，通过电阻R 1的电流为毫安表的4倍，干路电流为毫安表读数的5倍，由闭合电路的欧姆定律和并联电路的电流规律有：E ＝U ＋5r 0I ，整理得U ＝E －5r 0I 。

由上式可知U ­I 图线与纵轴的截距表示电池组的电动势，故电池组的电动势为E ＝2.98 V ，斜率的绝对值表示电池组等效内阻的5倍，由图可知图象的斜率的绝对
值为：|k |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪ΔU ΔI ＝⎪⎪⎪⎪
⎪⎪2.98－2.200－0.035≈22.29，故电池组的等效内阻为r 0
＝|k |5＝22.295 Ω≈4.46 Ω，故电池组的内阻为r ＝r 0－R 0＝4.46 Ω－2.0 Ω＝2.46 Ω。

9、(2018·海南,12)某同学利用图(a)中的电路测量电流表A 的内阻RA(约为5 Ω)和直流电源的电动势E(约为10 V)。

图中R 1和R 2为电阻箱,S 1和S 2为开关。

已知电流表的量程为0~100 mA,直流电源的内阻为r 。

(1)断开S 2,闭合S 1,调节R 1的阻值,使A 满偏;保持R 1的阻值不变,闭合S 2,调节R 2,当R 2的阻值为 4.8 Ω时A 的示数为48.0 mA 。

忽略S2闭合后电路中总电阻的变化,经计算得R A = Ω;(保留2位有效数字)
(2)保持S 1闭合,断开S 2,多次改变R 1的阻值,并记录电流表的相应示数。

若某次R 1的示数如图(b)所示,则此次R 1的阻值为 Ω;
图a 图b 图c
(3)利用记录的R 1的阻值和相应的电流表示数I,作出I -1
-R 1图线,如图(c)所示。

用电池的电动势E 、内阻r 和电流表内阻R A 表示I -1
随R 1变化的关系式为 。

利用图(c)可求得E= V 。

(保留2位有效数字) 答案：（1）5.2 （2）148.2 （3）
I -1=
R 1E
+
r +R 1
E
9.1(8.9-9.4之间)
解析(1)因为忽略S 2闭合后电路中总电阻的变化,总电流还是为100 mA,表头与R 2并联,电流按电阻成反比分配,即:R A ∶R 2=I 2∶I A =52∶48,易知:R A =5.2 Ω。

(2) 由图可知R 1=1×100 Ω+4×10 Ω+8×1 Ω+2×0.1 Ω=148.2 Ω。

(3)根据闭合电路欧姆定律,I=E R A +r+R 1
得1
I =
R 1E
+
R A +r E
由斜率k=1
E
=
22.5−12196−100
V -1
,可求出E=1k
=
196−10022.5−12
V ≈9.1 V 。

10、(2017·天津,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A 1的内阻r 1=1.0 k Ω,电阻R 1=9.0 k Ω,为了方便读数和作图,给电池串联一个R 0=3.0 Ω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,读数不为零,再测量a 、a'间电压,若读数不为零,则可判断一定是 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滑片位置,得到电流表A 1和A 2的多组I 1、I 2数据,作出图象如上图。

由I 1-I 2图象得到电池的电动势E= V ：则内阻r= Ω。

答案：(1)aa ′ bb ′ (2)1.4(1.36～1.44均可) 0.5(0.4～0.6均可)
[解析] (1)根据U ＝IR ，导线电阻R 等于零，所以良好的同一根导线上任何两点都不会存在电势差，若一根导线两端有电势差，则导线断开．据此可推断出导线是完整的还是断开的．
(2)将电流表A 1和R 1串联当成电压表使用，电压测量值U ＝I 1(r 1＋R 1)，根据闭合电路欧姆定律有I 1(r 1＋R 1)＝E －I 2(r ＋R 0)，整理得I 1＝
E
r 1＋R 1
－
r ＋R 0
r 1＋R 1
I 2，由题图可知，纵轴截距b
＝0.14×10－3
A ＝E
r 1＋R 1
，所以电动势E ＝0.14×10－3×(1×103＋9×103
) V ＝1.4 V ，斜率的
绝对值表示
r ＋R 0r 1＋R 1，即|k |＝0.14－0.05260＝r ＋R 0
r 1＋R 1
，解得r ≈0.5 Ω. 11、(2014·全国1,23)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 Ω),电阻R 0 (阻值为3.0 Ω),电阻R 1(阻值为3.0 Ω),电流表A (量程为0~200 mA,内阻为R A =6.0 Ω),开关S 。

实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
②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; ③以1
I
为纵坐标,R 为横坐标,作1
I
-R 图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k 和在纵轴上的截距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1
I 与R 的关系式为 。

(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0Ω时电流表的示数如图(b)所示,读出
数据,完成下表。

答:① ,② 。

(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·Ω-1
,截距b= A -1。

(4)根据图线求得电源电动势E= V,内阻r= Ω。

答案：(1)1I ＝3.0E R ＋3.0E
(5.0＋r ) (2)①0.110 A ②9.09 A －1
(3)见解析图 1.0(或在0.96～1.04之间) 6.0(或在5.9～6.1之间) (4)3.0(或在2.7～3.3之间) 1.0(或在0.6～1.4之间) 解析：(1)根据闭合电路欧姆定律知：
E ＝(I ＋IR A R 1)(R A R 1R A ＋R 1＋R 0＋r ＋R )，整理得1I ＝R A ＋R 1ER 1R ＋1E [R A ＋R A ＋R 1R 1(r ＋R 0)]或写成1I ＝3.0
E
R ＋
3.0
E
(5.0＋r )．
(2)电流表示数为110 mA ，即I ＝0.110 A ，其倒数为1I
＝9.09 A －1
.
(3)作图如图所示．在图线上取两点可得图线斜率
k ＝
12.0－6.06.0－0
A －1·Ω－1＝1.0 A －1·Ω－1，截距b ＝6.0 A －1
.
(4)结合1I 与R 的关系式，有k ＝3.0E ，b ＝3.0
E
(5.0＋r )，解得，E ＝3.0 V ，r ＝1.0 Ω.
12、硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件．某同学利用图甲所示电路探究某硅光电池的路端电压U 与电流I 的关系．图中定值电阻R 0＝2 Ω，电压表、电流表均可视为理想电表．
(1)用笔画线代替导线，根据电路图，将图乙中的实物电路补充完整．
(2)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合开关S ，调节可调电阻R 的阻值，通过测量得到该电池的U －I 曲线a (见图丙)．则由图象可知，当电流小于200 mA 时，该硅光电池的电动势为________ V ，内阻为________ Ω.
(3)实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U －I 曲线b (见图丙)．当可调电阻R 的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5 V ，由曲线b 可知，此时可调电阻R 的电功率约为________ W(结果保留2位有效数字)． 答案：(1)实物连接图见解析 (2)2.9 4.0 (3)0.083
解析：(1)分析图甲所示实验原理图，根据原理图连接实物电路图，如图所示．
(2)在硅光电池的U －I 图象中，当I ＝0时，U ＝E ，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a 可知E ＝2.9 V ，在电流小于200 mA 的情况下，此电池的内阻r ＝4.0 Ω.
(3)由图线b 可知，在实验二中当路端电压为1.5 V 时，电路电流I ＝60 mA ＝0.06 A ，由欧姆定律可知，此时外电阻R 外＝
U 外I ＝1.5 V
0.06 A
＝25 Ω，可调电阻阻值R ＝R 外－R 0＝25 Ω－2 Ω＝23 Ω，可调电阻消耗的电功率P ＝I 2
R ＝(0.06 A)2
×23 Ω＝0.083 W.
13．“用电流表和电压表测定电源的电动势和内阻”的实验，供选用的器材有： A ．电流表(量程0～0.6 A ，R A ＝1 Ω) B ．电流表(量程0～3 A ，R A ＝0.6 Ω) C ．电压表(量程0～3 V ，R V ＝5 k Ω) D ．电压表(量程0～15 V ，R V ＝10 k Ω) E ．滑动变阻器(0～10 Ω，额定电流1.5 A) F ．滑动变阻器(0～2 k Ω，额定电流0.2 A) G ．待测电源(一节一号干电池)、开关、导线若干 (1)在虚线框中画出本实验的实验电路图。

(2)电路中的电流表应选用__________，电压表应选用__________，滑动变阻器应选用__________。

(用字母代号填写)
(3)如图所示为实验所需器材，请按实验原理图连接成正确的实验电路。

解析：(1)电路图如图所示，由于在电路中只要求电压表的内阻R V≫r，这种条件很容易实现，所以应使用该电路。

(2)考虑到待测电源只有一节干电池，所以电压表应选C；放电电流又不能太大，一般不超过0.5 A，所以电流表应选A；滑动变阻器不能选择阻值太大的，从允许最大电流和减小实验误差的角度来看，应选择电阻较小额定电流较大的滑动变阻器E。

(3)如图所示。

答案：(1)见解析(2)A C E (3)见解析
14．(2016·四川高考)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U­I图线(U、I都用国际单位)；
(ⅳ)求出U­I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。

解析：(1)由于待测电源的电动势为3 V，故电压表应选0～3 V量程，而该电路中电压表分流越小，实验误差越小，故选大内阻的电压表，故电压表选A。

回路中电流的最大值
I max＝
E
R1＋R2＋r＋r A
≈158 mA，故电流表选C。

(2)当电压表示数变大时，说明外电路电阻变大，即滑片从左向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，对于A、B两选项，在滑片移动的过程中回路电阻不变，选项C中滑片向右移动时回路电阻变大，选项D中，滑片向右移动时回路电阻变小，故选项C正确。

(3)根据闭合电路欧姆定律，得E＝U＋I(R2＋r)，即U＝E－I(R2＋r)，所以k＝R2＋r，所以r＝k－R2，横截距为U＝0时，I＝a，即0＝E－ak，所以E＝ak。

答案：(1)A C (2)C (3)ak k－R2
15．一种供实验使用的小型电池标称电压为9 V, 允许电池输出的最大电流为50 mA，为了测定这个电池的电动势和电阻，实验室利用了图甲所示的电路(图中电压表内阻很大，可不考虑其对电路的影响)，R为电阻箱，阻值范围为0～9 999 Ω，R0是保护电阻。

(1)实验室里备用的定值电阻有以下几种规格。

A．10 Ω，5 W B．150 Ω，0.5 W
C．200 Ω，0.25 W D．1.2 kΩ，1 W
实验时，R0应选用__________(填字母代号)较好。

(2)在实验中，当电阻箱调到图乙所示的位置后，闭合开关S，电压表的示数为9.0 V，电阻箱此时的电阻为__________Ω。

电路中通过电阻箱的电流为__________mA。

甲 乙 丙
(3)断开开关，调整电阻箱的阻值，再闭合开关，读出电压表示数，多次重复测量，取得数据后，作出如图丙所示的图线。

则该电池的电动势E ＝__________V ，内阻r ＝__________Ω。

解析：(1)保护电阻R 0的选择关系到电池的输出电流能否控制在50 mA 以内。

由题意知，电池的输出最大电流应出现在电阻箱R 的阻值等于0时。

根据闭合电路的欧姆定律，有E ＝I max (R 0＋r )，所以R 0＋r ＝
E I max ＝9
50×10－3
Ω＝180 Ω。

实验室中备有阻值在180 Ω上下的B 和C 两种电阻，比较B 、C 的额定电流，I C ＝
P C R C
＝0.25
200
A ＝0.035 A<I max ，而I
B ＝P B R B ＝0.5
150
A ＝0.058 A>I max 。

故应选
B 为保护电阻，即R 0＝150 Ω。

(2)电阻箱的读数为750 Ω。

通过电阻箱的电流为
I ＝
U
R 0＋R
＝
9 V 150＋750
Ω
＝0.01 A ＝10 mA 。

(3)从U ­I 图象上将图线延长交于纵轴，与纵轴的交点即为电池的电动势的大小，E ＝9.5 V 。

电池的内阻的数值等于图线的斜率，即
r ＝⎪⎪
⎪⎪
⎪⎪ΔU ΔI ＝
8.5－8.030－20×10－3 Ω＝50 Ω。

答案：(1)B (2)750 10 (3)9.5 50
16．小明利用如图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻。

(1)图中电流表的示数为________A 。

(2)调节滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：
由图线求得电动势E ＝______V ，内阻r ＝______Ω。

(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，其实从实验误差角度考虑，这样的操作不妥，因为
_______________________________________________________________ ______________________________________________________________。

解析：(1)电流表选用量程为0～0.6 A ，分度值为0.02 A ，则其读数为0.44 A 。

(2)坐标系选择合适的标度，根据表中数据描点作出的U ­I 图线如图所示。

图线与纵轴交点为“1.61 V ”，故E ＝1.61 V ，由图线的斜率⎪⎪⎪⎪
⎪⎪ΔU ΔI ＝1.24知，电池内阻为1.24 Ω。

注意此处不要用图象与纵轴交点值除以与横轴交点值。

(3)长时间保持电路闭合，电池会发热，电池内阻会发生变化，干电池长时间放电，也会引起电动势变化，导致实验误差增大。

答案：(1)0.44
(2)U ­I 图线见解析 1.61(1.59～1.63都算对) 1.24(1.22～1.26都算对) (3)见解析
17．(2018·江苏高考)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 和电流表示数I ，以及计算的1
I
数据处下表：
根据表中数据，在方格纸上作出R ­I
关系图象。

由图象可计算出该干电池的电动势为__________V ；内阻为__________Ω。

(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__________Ω。

解析：(1)在连接电路过程中，要求开关处于断开状态；在闭合开关前，要求电阻箱接入电路的电阻最大。

(2)依照表中数据，描点连线，如答案图所示。

由闭合电路欧姆定律可得I ＝
E
R ＋r
，整
理可得R ＝E ·1
I
－r ，与图象对应，则E ＝1.4 V ，r ＝1.2 Ω。

(3)由题图可知电压表的读数为66 mV ，由欧姆定律可得电流表的内阻r ′＝U /I ＝0.2 Ω，则由闭合电路欧姆定律可得I ＝E R ＋r ＋r ′，整理可得R ＝E ·1
I
－(r ＋r ′)，与图象对
应，则E ＝1.4 V ，r ＝1.0 Ω。

答案：(1)①开关未断开 ②电阻箱阻值为零
(2)如图所示 1.4(1.30～1.44都算对) 1.2(1.0～1.4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]
18．(2019·郑州模拟)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R 1
和R 2的阻值。

实验器材有：待测电源E (不计内阻)，待测电阻R 1，待测电阻R 2，电压表V(量程为1.5 V ，内阻很大)，电阻箱R (0～99.99 Ω)，单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2，导线若干。

(1)先测电阻R 1的阻值。

请将甲同学的操作补充完整：闭合S 1，将S 2切换到a ，调节电阻箱，读出其示数R 0和对应的电压表示数U 1。

保持电阻箱示数不变，__________，读出电压表的示数U 2。

则电阻R 1的表达式为R 1＝__________。

甲 乙
(2)甲同学已经测得电阻R 1＝4.80 Ω，继续测电源电动势E 和电阻R 2的阻值，该同学的做法是：闭合S 1，将S 2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 ，用测得的数据，绘出了如图乙所示的1U ­1
R
图线，则电源电动势E ＝__________V ，
电阻R 2＝__________Ω(结果保留3位有效数字)。

解析：(1)保持电阻箱示数不变，将S 2切换到b ，由于R 0和R 1串联，所以通过R 1的电流。