2021高考物理人教版一轮专项训练：课练 25 实验 测定电源的电动势和内阻 练习使用多用电表

课练25实验测定电源的电动势和内阻练习使用多用电表
练基础小题
1．某同学测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材．
A．被测干电池一节
B．电流表1：量程0～0.6 A，内阻r＝0.3 Ω
C．电流表2：量程0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω
D．电压表1：量程0～3 V，内阻未知
E．电压表2：量程0～15 V，内阻未知
F．滑动变阻器1：阻值范围为0～10 Ω，允许通过最大电流2 A
G．滑动变阻器2：阻值范围为0～100 Ω，允许通过最大电流1 A
H．开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．
(1)在上述器材中请选择适当的器材，电流表选择________，电压表选择________，滑动变阻器选择________．(填写器材前的字母)
(2)实验电路图应选择图________(填“甲”或“乙”)．
(3)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U－I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.
2．某同学利用电流表、理想电压表和滑动变阻器在实验室做测定干电池的电动势和内阻实验，该同学分别用图甲和图乙所示的电路进行实验，并判断电流表的不同连接方式对测量结果产生的影响，他将这两种实验方案所得的数据用图线的形式画在同一U－I图象中，如图丙所示．由图象可得，电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω，电流表的内阻RA＝________Ω.(计算结果均保留两位小数)
3．(1)如图所示为指针式多用电表，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此电表测量一定值电阻的阻值，测量的某些操作步骤如下：
①调节指针定位螺丝部件，使电表指针指向电流0刻度处；
②将选择开关旋转到欧姆挡位置；
③将红、黑表笔分别插入“＋”“－”插孔，笔尖相互接触，调节部件________(选填“S”“K”或“T”)，使电表指针指向“0 Ω”；
④测量该定值电阻阻值时，多用电表指针示数如图所示，则该电阻的阻值为________Ω.
(2)欧姆调零后，用“×10”挡测量另一电阻的阻值，发现指针偏转角度很大，则下列做法正确的是________．
A．为测得更准确些，应当换用“×1”挡，重新欧姆调零后进行测量
B．为测得更准确些，应当换用“×100”挡，重新欧姆调零后进行测量
(3)关于多用电表的使用，下列说法正确的有________．
A．图甲是用多用电表直流电压挡测量小灯泡两端的电压，表笔接法正确
B．图乙是用多用电表直流电流挡测量电路中的电流，表笔接法正确
C．图丙中用多用电表欧姆挡测量的是二极管的反向电阻
D．图丁中用多用电表欧姆挡测量的是二极管的反向电阻
4．(1)如图甲所示为一简易多用电表内部电路原理图，其中G为灵敏电流计．选择开关S与不
同接点连接就构成不同的电表，下列分析正确的是________．
A．A为黑表笔，B为红表笔
B．将选择开关S与3连接，就构成了欧姆表
C．将选择开关S与1、2连接，就构成了电流表，且与1接点相连时量程较大
D．将选择开关S与4、5连接，就构成了电压表，且与4接点相连时量程较大
(2)某同学选择欧姆挡“×1 k”倍率测量电阻RA、RB的阻值时，指针分别处于a、b两位置，其中a位置在表盘正中央(如图乙所示)，指针在b位置时的偏转角度恰好为在a时的一半，则电阻RA＝________，RB＝________.
练高考小题
5．[2016·四川卷，8，Ⅱ]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．
6．[2017·天津卷]某探究性学习小组利用如图甲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r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝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，将电键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，作出图像如图乙．由I1­I2图像得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留1位小数)
7．[2019·全国卷Ⅲ，23]某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度．可选用的器材还有：定值电阻R0(阻值14 kΩ)，滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω)，电阻箱(0～99 999.9 Ω)，干电池(E＝1.5 V，r＝1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干．
(1)欧姆表设计
将图(a)中的实物连线组成欧姆表．欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为________Ω；滑动变阻器选________(填“R1”或“R2”)．
(2)刻度欧姆表表盘
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示．表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75，则a、b处的电阻刻度分别为________________、________________.
(3)校准
红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向________________kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量．若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图(c)所示，则电阻箱接入的阻值为______________________Ω.
练模拟小题
8．[2019·西安五校联考]硅光电池是一种将光能转换为电能的器件，某同学根据图甲所示电路，用一定强度的光照射硅光电池，测量硅光电池的电动势E和内阻r.实验室可提供的器材如下．
A．硅光电池：电动势约为3 V，内阻约为100 Ω；
B．电流表：量程为0.1 mA，内阻为500 Ω；
C．电流表：量程为10 mA，内阻为18 Ω；
D．定值电阻：内阻为29.5 kΩ；
E．定值电阻：内阻为9 Ω；
F．滑动变阻器：最大阻值为200 Ω，允许最大电流为1 A：
G．开关一个，导线若干．
(1)根据器材规格和实验要求，为使实验结果尽可能准确，电流表应选用________，电阻R1应选用________．(填写器材前的字母)
(2)调节滑动变阻器，分别读出电流表的示数I1和电流表的示数I2，作出的I1－I2图象如图乙所示，则该电池的电动势为________V、内阻为________Ω.(结果均保留三位有效数字) 9．[2019·黑龙江重点中学三联]某学校物理兴趣小组为探究多用电表欧姆挡的原理，决定动手设计一个可以测量电阻的装置．器材有：电池组，电流表A，电阻箱，待测电阻Rx，其中电流表表盘刻度线清晰，但是刻度已经不见．
(1)小组成员先将电池组与电流表A进行串联，电路两端分别接好表笔，如图1所示；将表笔短接，发现电流表指针刚好指在表盘最右端刻度线处．
(2)将两表笔分别与电阻箱两接线柱相连，调节电阻箱阻值，直到电流表指针指在表盘正中央，电阻箱示数如图2，则电阻箱接入电路的阻值为________Ω.
(3)用待测电阻Rx代替电阻箱接在两表笔之间，电流表指针指示如图3所示，则待测电阻Rx ＝________Ω.此次实验快结束时，有同学拿来一块内阻为2 803 Ω的电压表，将所设计装置的两表笔正确接在电压表的两接线柱上，电压表示数为2.80 V，可以推知实验中使用的电池组的电动势为________V(保留到小数点后一位)．
———[综合测评提能力]———
1．[2019·贵阳一测]某同学做“测量电池的电动势和内阻”的实验，其电路如图1所示．该图中E、r分别表示电池的电动势和内阻，Ⓐ表示理想电流表(测得的电流用I表示)，R表示电阻箱的阻值，S为开关．
(1)该同学在闭合开关S之前，应将电阻箱的阻值调到________(选填“最大值”“最小值”或“任意值”)．
(2)请写出该实验原理的表达式________(用E、r、I、R表示)．
(3)该同学在实验中需要记录的实验数据是________．
(4)该同学由实验数据作出如图2所示的－R图象，则由图象可得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留两位有效数字)
2．[2019·重庆九校联考]某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势和内阻(电动势E在9 V左右，内阻r约为50 Ω)，已知该电池允许输出的最大电流为150 mA.该同学利用如图甲所示的电路进行实验，电压表的内阻约为2 kΩ，R为电阻箱，阻值范围0～9 999 Ω，R0是定值电阻，阻值为20 Ω，起保护电路的作用．
(1)在图甲的实物图中，已正确地连接了部分电路，请完成余下电路的连接．
(2)该同学完成电路的连接后，闭合开关S，调节电阻箱的阻值，读取电压表的示数，其中电压表的某一次偏转如图乙所示，其读数为________V.
(3)改变电阻箱的阻值，取得多组数据，作出如图丙所示的图线，根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果保留两位有效数字)
3．[2019·陕西榆林一模]某物理研究小组尝试利用一个电流计准确地测量一节干电池的电动势和内阻．已知干电池的电动势约为1.5 V，内阻几欧姆，可利用的器材有：
A．电流计G(量程Ig＝30 mA，内阻Rg未知)；
B．电阻箱R(0～99.99 Ω)；
C．定值电阻R0(R0＝30 Ω)；
D．开关与导线若干．
回答下列问题：
(1)该小组首先设计如图甲所示的电路图．闭合开关S，将电阻箱的阻值调到17.00 Ω时，电流计恰好满偏；将电阻箱的阻值调到42.00 Ω时，电流计指针指在如图乙所示位置，则电流计的读数为________mA.由以上数据可得到干电池电动势E＝________V.
(2)该小组发现图甲所示电路无法测量电源的内阻，原因是________________．于是他们又设计了一个电路测量干电池的内阻，如图丙所示．
(3)按照图丙连接好电路后，闭合开关S，改变电阻箱的阻值R，读出对应的电流计的读数I，然后在图丁的坐标系中作出－的图线．
(4)结合两个实验电路图的数据，可求出电流计内阻Rg＝________Ω，干电池内阻r＝________
Ω.
4．[2019·成都摸底]指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器．请回答下列问题：
(1)某同学使用多用电表粗测待测电阻时，将选择开关拨至欧姆“×10”挡，经正确操作后，指针如图甲中a所示，为了使多用电表测量的结果更准确，再次测量时该同学应该选择欧姆________挡(选填“×1”或“×100”)，若经过正确操作，将两表笔接在待测电阻两端时，指针如图甲中b所示，则待测电阻的阻值为________Ω.
(2)图乙是某多用电表欧姆挡内部电路示意图．其中，电流表满偏电流为0.5 mA、内阻为10 Ω；电池电动势为1.5 V、内阻为1 Ω；滑动变阻器R0的阻值范围为0～5 000 Ω.
①该多用电表的两只表笔中，________是红表笔(选填“A”或“B”)；
②该多用电表欧姆挡的刻度值是按电池电动势为1.5 V、内阻为1 Ω进行刻度的．当电池的电动势下降到1.45 V、内阻增大到4 Ω时，多用电表欧姆挡仍可调零，则调零后R0接入电路的电阻将变________(选填“大”或“小”)，若用重新调零后的多用电表欧姆挡测得某待测电阻的阻值为300 Ω，则这个待测电阻的真实阻值为________Ω.
5．[2019·湖北四地七校联考]某型号多用电表欧姆挡的电路原理图如图甲所示．微安表G是欧姆表表头，其满偏电流Ig＝500 μA，内阻Rg＝950 Ω.电源电动势E＝1.5 V，内阻r＝1 Ω.电阻箱R1和电阻箱R2的阻值调节范围均为0～9 999 Ω.
(1)图甲中的a端应与________(选填“红”或“黑”)表笔连接．
(2)某同学将图甲中的a、b端短接，为使微安表G满偏，则应调节R1＝________Ω；然后在a、b端之间接入一电阻Rx后发现微安表半偏，则接入的电阻阻值为Rx＝________Ω.
(3)如图乙所示，该同学将微安表G与电阻箱R2并联，利用该电路图组装一个“×100”倍率的欧姆表，要求欧姆表的表盘刻度示意图如图丙所示，其中央刻度为“15”，则该同学应调节R2＝________Ω；用此欧姆表测量一个阻值约2 000 Ω的电阻，测量前应调节R1＝________Ω.
6．[2019·黄冈调研]如图所示为某同学组装完成的简易多用电表的内部结构示意图．
(1)图中的N是________(填“红表笔”或“黑表笔”)．
(2)某小组的同学们发现欧姆挡的刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I 和它的阻值Rx的关系，他们画出了几种图象，其中可能正确的是________．
(3)现有部分电路装在一个小盒子里，它与盒外的接线柱A、B、C、D相连，若该部分电路仅由两个阻值均为R的电阻连接而成．现将多用电表选择开关旋至欧姆挡，测得A、B间电阻为R，B、C间的电阻为2R；用导线将C、D连接后，测得A、B间的电阻为0.5R.请在方框中画出盒子内这两个电阻的连接图．
(4)若该多用电表使用一段时间后，内部电源电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法测量某电阻阻值，则测得的阻值应________(填“大于”“小于”或“等于”)电阻的真实值．
7．[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)为探索黑箱，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
(2)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．调节电阻箱R的阻值，记录下电压表的示数U，图c是根据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，根据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)如果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相比________，测得的等效内阻与真实值相比________．(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)
8．[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，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率．所用器材如下：
A．干电池：电动势E＝1.5 V，内阻r＝1.0 Ω
B．电流表G：满偏电流Ig＝1 mA，内阻Rg＝150 Ω
C．定值电阻R1＝1 200 Ω
D．电阻箱R2和R3：最大阻值都为999.9 Ω
E．电阻箱R4：最大阻值为9 999 Ω
F．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，调节电阻箱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”)．
(2)闭合开关S：
第一步：调节电阻箱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R4，调节R4，当电流表指针指向图b所示的位置时，对应的欧姆表的刻度值为________Ω.
课练25实验测定电源的电动势和内阻
练习使用多用电表。