物理沪科版选修3-1课后训练：4.2 测量电源的电动势和内阻含解析

4。

2 测量电源的电动势和内阻练习
1. 如图，为闭合回路中两个不同电源的U-I 图像，下列判断正确的是（ )。

A ．电动势E 1＝E 2，发生短路时的电流I 1＞I 2
B ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1＞r 2
C ．电动势E 1＝E 2，内阻r 1＜r 2
D ．当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压变化大
2.如图所示是根据某次实验记录数据画出的U-I 图像，下列关于这个图像的说法中正确的是( ）。

A ．纵轴截距表示待测电源的电动势,即E ＝3 V
B ．横轴截距表示短路电流，即I 短＝0。

6 A
C ．根据r ＝E /I 短，计算出待测电源内阻为5 Ω
D ．根据r ＝U I
∆∆，计算出待测电源内阻为1 Ω 3.如图所示,用一只电流表和两个定值电阻测定电源电动势和内电阻的实验中，由于未考虑电流表的内阻,其测量值E 和r 与真实值
E0和r0相比较，正确的是( )。

A．E＝E0，r＝r0B．E＞E0，r＜r0
C．E＝E0,r＞r0D．E＞E0，r＞r0
4。

如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压U与通过它们的电流I的关系图像，下列说法中正确的是( )。

A．路端电压都为U0时，它们的外电阻相等
B．电流都是I0时，两电源的内电压相等
C．电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D．电源甲的内阻小于电源乙的内阻
5.在用伏安法测电池电动势和内电阻的实验中，若线路器材接触良好，某同学按如图连接好电路,合上开关以后，发现电流表示数很大,电压表示数为零，移动滑动变阻器的触头，两电表的示数均无变化，产生这样故障的原因是_____;又若在实验中出现两电表的示数正常，但移动滑动变阻器触头时,两电表的示数不变化，产生这样故障的原因是______。

6．某同学用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围0~20 Ω，连接电路的实物图如图所示.
(1)指出该同学接线中错误的和不规范的做法是（)。

A．滑动变阻器，不起变阻作用
B．电流表接线有错
C．电压表量程选用不当
D．电压表接线有错
(2）画出这个实验的正确电路图。

7．有两只电压表A和B,量程已知，内阻未知，另有一节干电池，它的内阻不能忽略,但未知.只用这两只电压表、开关和一些连接用导线，通过测量计算出这个电池的电动势(已知电动势不超过电压表的量程，干电池不允许拆开).
（1)画出你测量时所用的电路图。

（2)以测得的量作为已知量，导出计算电动势的式子。

参考答案
1. 答案:ACD
解析：闭合电路的U-I 图线中,I 是电路的总电流，U 是路端电压，图像上图线与U 轴的交点表示电路电流为零,属断路，路端电压即电源电动势，图线与I 轴交点表示路端电压为零,电路短路，交点坐标值即为短路电流，I ＝E /r ,即r ＝E /I ，可见图线的斜率的绝对值为电源的内电阻。

从坐标中可以看出图线1、2与U 轴交于一点表明电动势E 1＝E 2，图线1斜率比图线2斜率小，表明r 1＜r 2,图线1与I 轴交点坐标大于图线2与I 轴交点坐标，表明I 1＞I 2。

可见A 、C 正确,两个电源电动势相等,内阻r 1＜r 2，当电流变化量ΔI 1＝ΔI 2时，ΔI 1r 1＜ΔI 2r 2,即电源1内电压变化量小于电源2内电压变化量，所以电源2路端电压变化量大。

2。

答案：AD
解析:由电源U —I 图像的物理意义可知A 对，B 、C 错，根据r ＝U I ∆∆可得：r ＝0.6V 0.6A
＝1 Ω，故D 对. 3. 答案：C
解析：测电源电动势和内电阻有三种方法：一是用电流表和电压表来测量;二是用一只电压表来测量；三是用一只电流表来测量。

当不考虑电流表内阻R A 的影响时,由全电路欧姆定律，得E ＝I 1R 1＋
I 1r ，E ＝I 2R 2＋I 2r 。

解得E ＝121221()I I
R R I I --，1122
21
I R I R r I I -=-。

当考虑R A 影响时，由闭合电路欧姆定律,得E 0＝I 1（R 1＋R A ＋r 0)，
E 0＝I 2（R 2＋R A ＋R 0)。

解得：E 0＝121221()I I
R R I I --，r 0＝1122
21
I R I R I I --－R A 。

比较
两组结果知：E0＝E，r0＜r。

4.答案：AC
解析:根据欧姆定律可知外电阻R、路端电压U与电流I的关系，在U—I图像中甲、乙两图像的交点坐标为(I0，U0），说为R＝U
I
明两电源的外电阻相等，选项A正确。

图像与U轴交点的坐标值表示电源电动势的大小，与I轴交点的坐标值表示电路中的短路电流，图像的斜率大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值）。

由图像可知,甲与U轴交点的坐标值比乙的大，表明甲的电动势大于乙的电动势；甲与I轴交点的坐标值比乙的小，表明甲的短路电流小于乙的短路电流;图线甲的斜率大于图线乙的斜率，表明甲的内阻大于乙的内阻，可见选项C正确，选项D错误。

又电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积，即U内＝Ir，因为甲的内阻比乙的内阻大,所以当电流都为I0时，甲电源的内电压较大,选项B错误。

5。

答案:滑动变阻器短路滑动变阻器的滑动触头没有连入电路中
解析：（1)因为电流表示数很大，电压表示数为零，移动滑动变阻器的触头，两电表的示数均无变化，所以滑动变阻器发生短路；
(2)两电表的示数正常，但移动滑动变阻器触头时,两电表示数不变化,可判断滑动变阻器的滑动触头没有连入电路中。

6.答案：（1)A、D （2)其电路图如下图所示。

解析：滑动变阻器要起变阻的作用，必须使接入电路的两根导线一条接在下面的线柱上，另一条接在上面的金属杆的一端上，故图中变阻器起不到变阻的作用,故选A.
电流表和电压表接入电路时，选择好恰当的量程后，要特别注意“＋”“－”接线柱是否正确，不然的话，极易损坏电表，图中电流表的“＋”“－”接线柱无错误,故不选B.
干电池的电动势为1。

5V,电压表量程适当，故C 错.但电压表不能直接并联到电源两端，因为开关断开后,电压表仍有示数，且电压表“＋”“－”接线柱有错，故选D 。

7. 答案:(1)见解析 (2)E ＝A B A A U U U U '
'-
解析：（1)测量电路如下图（a ）、(b ）所示。

（2）设电池电动势为E ，内电阻为r ，电压表A 、B 的内阻设为R A 、R B 。

当电压表A 接到电池两端时读数为U A ，据欧姆定律得：U A ＝A
A
ER R r +。

即：E ＝A A A
U U r R +。

① A 、B 串联后接到电池两端时，读数分别为U A ′、U B ′，根据欧姆定律得：
E ＝U A ′＋U B ′＋A A
U r R '。

②
r R 看成未知数解得：E＝A B
A A
U U
U U
'
'
-。

联立①②,把
A。