2016届高三物理人教版一轮复习习题：第7章 第5讲实验(三)测定电源电动势和内阻 实验(四)练习使用多用电表

第一部分第七章第5讲

一、选择题

1．下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是()

A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E、r

B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值

C．测出多组I、U的数据，画出U－I图象，再根据图象求出E、r

D．测出多组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r

[答案] C

[解析]测出多组I、U的数据，画出U－I图象可消除某次测量不准造成的偶然误差，选C。

2.(2014·苏、锡、常、镇高三联考)如图为多用表欧姆挡的原理示意图，其中电流表的满偏电流为300 μA，内阻r g＝100Ω，调零电阻最大阻值R＝50kΩ，串联的固定电阻R0＝50Ω，电池电动势E＝1.5V，用它测量电阻R x，能准确测量的阻值范围是()

A．30kΩ～80kΩB．3kΩ～8kΩ

C．300kΩ～800kΩD．3 000kΩ～8 000kΩ

[答案] B

[解析]当红、黑表笔短接调零时

I g＝

E

R＋r g＋R0

R＋r g＋R0＝E

I g＝1.5

300×10－6Ω

＝5 000Ω。

当指针指中间(中值电阻)时，设被测电阻阻值为R x，则I g

2＝

E

R＋r g＋R0＋R x

R x＝5 000Ω。

使用欧姆表读数时在中值电阻5kΩ左右读数最为准确，所以能准确测量的阻值范围是3kΩ～8kΩ，故B项正确。

3．为测定某一电池的电动势和内电阻，下面几组器材中，能完成实验的是()

A．一只电流表、一只电压表、一只变阻器、开关和导线

B．一只电流表、两只变阻器、开关和导线

C．一只电流表、一只电阻箱、开关和导线

D．一只电压表、一只电阻箱、开关和导线

[答案]ACD

[解析]只有电流表和滑动变阻器是不能求出E、r。

4.如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时，若有两只电压表V1、V2量程相同，内阻分别为R V1、R V2，且R V1>R V2；两只电流表A1、A2量程相同，内阻分别为R A1、R A2，且R A1>R A2在实验中，为了使E、r的测量值更精确一些，选择的电表可以是()

A．V1与A1B．V1与A2

C．V2与A1D．V2与A2

[答案]AB

[解析]本实验的系统误差主要来源于电压表内阻对电路的影响，电压表内阻越大，电流表所测电流越接近于干路中的电流的真实值，所测电池的内阻也越接近电池内阻的真实值，故电压表选用内阻大的好，而电流表内阻对本实验无影响，因为电流表内阻与R是串联，不需知道R与R A的值，故电流表选用哪一个都可以。故选A、B。

二、非选择题

5．(2014年徐州质检)一位同学使用多用电表测电阻，它在实验中的主要步骤如下：①把选择开关拨到“×10”的欧姆挡上；②把表笔插入测试笔插孔中，先把两表笔相接触，旋转调零旋钮，使指针指在零处；③把两表笔分别与待测电阻的两端相接，发现这时指针偏转角度较小；④换用“×100”欧姆挡测量，发现这时指针偏转适中，随即记下电阻数值；⑤把表笔从测试笔插孔拔出后，把多用电表放回桌上原处，实验完毕。这个学生在测量时已注意到：待测电阻与其他元件的电源断开，不用手碰表笔的金属杆。这个学生在实验中还有哪些违反使用规则的地方？

a．________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；

b．________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

[答案]见解析

[解析]a．选择开关从“×10”挡拨到“×100”挡时，必须重新进行欧姆调零；b.多用电表使用后不能把选择开关置于欧姆挡。应置于交流电压最高挡或“OFF”挡。

6．(2014·济南检测)某实验小组利用如图所示电路测定一节电池的电动势和内电阻，备有下列器材：

①待测电池，电动势约为1.5V(小于1.5V) ②电流表，量程3mA ③电流表，量程0.6A ④电压表，量程1.5V ⑤电压表，量程3V ⑥滑动变阻器，0～20Ω ⑦开关一个，导线若干

(1)请选择实验中需要的器材________(填标号)。 (2)按电路图将实物(如图甲所示)连接起来。

(3)小组由实验数据作出的U －I 图象如图乙所示，由图象可求得电源电动势为________V ，内电阻为________Ω。

[答案] (1)①③④⑥⑦ (2)见解析图 (3)1.45(1.44～1.46均正确) 2.9

[解析] (1)电池电动势约为1.5V ，电压表应选④，由U －I 图象知，I m ＝0.5A ，电流表应选③，所选器材是①③④⑥⑦。

(2)根据电路图连接实物图时，一定要看清电路的结构，滑动变阻器的接线柱所在的位置，注意导线不能交叉。实物图如图所示。

(3)由图象可知电源的电动势是纵轴截距，即电动势为1.45V ，内电阻r ＝ΔU ΔI ＝1.4500.50

Ω＝

2.9Ω。

7．(2014·天津理综)现要测量一个未知电阻R x的阻值，除R x外可用的器材有：

多用电表(仅可使用欧姆挡)；

一个电池组E(电动势6 V)；

一个滑动变阻器R(0～20 Ω，额定电流1 A)；

两个相同的电流表G(内阻R g＝1 000 Ω，满偏电流I g＝100 μA)；

两个标准电阻(R1＝29 000 Ω，R2＝0.1 Ω)

一个电键S、导线若干。

(1)为了设计电路，先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻，采用“×10”挡，调零后测量该电阻，发现指针偏转非常大，最后几乎紧挨满偏刻度停下来，下列判断和做法正确的是________(填字母代号)。

A．这个电阻阻值很小，估计只有几欧姆

B．这个电阻阻值很大，估计有几千欧姆

C．如需进一步测量可换“×1”挡，调零后测量

D. 如需进一步测量可换“×1 k”挡，调零后测量

(2)根据粗测的判断，设计一个测量电路，要求测量尽量准确并使电路能耗较小，画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。

[答案](1)AC(2)

[解析](1)根据指针偏角很大可知待测电阻阻值很小，应换“×1”挡位，重新调零后测量，所以选项A、C正确。

(2)根据实验目的可知需测量待测电阻的电压、电流，为此需要将其中一个电流表G改装成一个电压表(将电流表G与R1串联，改装后量程为3V)，将另一个电流表(将电流表G 与R2并联改装成一个电流表，量程为1A)，然后用改装后的电表采用“伏安法”测电阻R x，由于R x阻值较小，所以采用电流表外接法。滑动变阻器采用“限流式”接法，可使电路能耗较小。设计电路见答案图。

8．(2014·山东滨州一模)某同学用如图甲所示的电路测量欧姆表的内阻和电源电动势(把欧姆表看成一个电源，且已选定倍率并进行了欧姆调零)。

实验器材的规格如下：

电流表A1(量程200μA，内阻R1＝300Ω)

电流表A2(量程30mA，内阻R2＝5Ω)

定值电阻R 0＝9 700Ω， 滑动变阻器R (阻值范围0～50Ω)

(1)闭合开关S ，移动滑动变阻器的滑动触头至某一位置，读出电流表A 1和A 2的示数分别为I 1和I 2，多次改变滑动触头的位置，得到的数据见下表。

12E ＝________V ，欧姆表内阻为r ＝________Ω(结果保留3位有效数字)

(2)若某次电流表A 1的示数是114μA ，则此时欧姆表示数约为________Ω。(结果保留3位有效数字)

[答案] (1)1.50(1.48～1.51) 15.0(14.0～16.0) (2)47.5(47.0～48.0)

[解析] (1)根据闭合电路欧姆定律得E ＝I 1(R 0＋R A )＋(I 1＋I 2)r ，整理得I 1＝－

r

r ＋R 0＋R A

I 2＋E r ＋R 0＋R A ，联系图象得E R 0＋r ＋R A ＝150×10－6

，斜率大小k ＝(150－120)×10－

620×10－

3

＝1.5×10－3

，r r ＋R 0＋R A

＝1.5×10－3，则E ＝1.50V ，r ＝15.0Ω。 (2)欧姆表测的是外电路的电阻，当电流表A 1的示数是114μA 时，滑动变阻器接入电路

部分和电流表A 2的总电阻R 2＝114×10－

6×(9 700＋300)

24×10－

3

Ω＝47.5Ω。所以外电路的总电阻R ＝10 000×47.510 000＋47.5

Ω≈47.5Ω。 9．(2014·石家庄质检)在物理课外活动中，刘聪同学制作了一个简单的多用电表，图甲为该电表的电路原理图．其中选用的电流表满偏电流I g ＝10mA ，当选择开关接3时为量程250V 的电压表．该多用电表盘如图乙所示，下排刻度均匀，上排刻度不均匀且对应数据没

有标出，C为中间刻度。

(1)若指针指在图乙所示位置，选择开关接1时，其读数为________；选择开关接3时，其读数为________。

(2)为了测选择开关接2时欧姆表的内阻和表内电源的电动势，刘聪同学在实验室找到了一个电阻箱，设计了如下实验：

①将选择开关接2，红黑表笔短接，调节R1的阻值使电表指针满偏；

②将电表红黑表笔与电阻箱相连，调节电阻箱使电表指针指向中间刻度位置C处，此时电阻箱的示数如图丙，则C处刻度应为________Ω。

③计算得到表内电池的电动势为________V。(保留两位有效数字)

(3)调零后将电表红黑表笔与某一待测电阻相连，若指针指在图乙所示位置，则待测电阻的阻值为________Ω。(保留两位有效数字)

[答案](1)6.90mA(6.88～6.92mA或6.9mA都对)173V(171～174V都对)

(2)150 1.5

(3)67(66～68都对)

[解析](1)选择开关接1时，电表测量的是电流，满偏电流为10mA，一共5个大格，每个大格表示2mA，一个小格表示0.2mA，故读数为6.90mA；选择开关接3时，测的是电压，量程为250V，每个大格表示50V，一个小格表示5V，故读数为173V。

(2)多用电表测的是电阻箱的阻值，电阻箱的阻值为150Ω，故多用电表的读数为150Ω，说明此时欧姆表的内阻也为150Ω，电路中的电流为5mA，根据闭合电路欧姆定律得电源电动势为1.5V。

(3)根据闭合电路欧姆定律得1.5V＝(150Ω＋R x)×6.9mA，解得R x＝67Ω。

10．(2014·重庆理综)某照明电路出现故障，其电路如图1所示，该电路用标称值12V 的蓄电池为电源，导线及其接触完好。维修人员使用已调好的多用表直流50V挡检测故障。他将黑表笔接在c点，用红表笔分别探测电路的a、b点。

(1)断开开关，红表笔接a 点时多用表指示如图2所示，读数为________V ，说明________正常(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)。

(2)红表笔接b 点，断开开关时，表针不偏转，闭合开关后，多用表指示仍然和图2相同，可判定发生故障的器件是________。(选填：蓄电池、保险丝、开关、小灯)

[答案] (1)11.5(11.2～11.8之间的值均可) 蓄电池 (2)小灯

[解析] 解题的关键是根据电表的读数分析电路的故障。电压的读数是11.5V ，因为两表笔接的是a 、c 两点，说明蓄电池是正常的。两表笔接b 、c 两点时，断开开关，电表指针不偏转，闭合开关时电表读数仍为11.5V ，说明开关盒保险丝是正常的，小灯出现故障。

11．(2014·课标全国Ⅰ)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999.9Ω)，电阻R 0(阻值为3.0Ω)，电阻R 1(阻值为3.0Ω)，电流表

(量程为200mA ，内阻为R A ＝6.0Ω)，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 1；

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1I 为纵坐标，R 为横坐标，则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 ＋3.0

E (5.0＋r )

(2)①0.110 ②9.09

(3)如图所示 1.0(0.96～1.04) 6.0(5.9～6.9) (4)3.0(2.7～3.3)V 1.0(0.6～1.4)Ω

[解析] 本题主要考查测量电动势和内电阻的实验原理和图象问题。解决关键是要找出1

I

与R 的关系。 由闭合电路欧姆定律可知

E ＝I 0(R ＋R 0＋r ＋R 并)

根据并联电路电流的分配关系可得I ＝I 0R 1

R 1＋R A

由此可得1I ＝R A ＋R 1ER 1R ＋1

E [R A ＋R A ＋R 1R 1

(r ＋R 0)]

即1I ＝3.0E R ＋3.0

E (5.0＋r ) 对应图象可以求出电动势和内电阻