【备战2023高考】物理总复习——专题8.4《实验：电源电动势和内阻的测量和练习使用多用电表》练习

专题8.4 实验：电源电动势和内阻的测量和练习使用多用电表【练】

1．（2022·江苏泰州·模拟预测）某同学要测量量程为电压表的内阻，步骤如下：

（1）先用多用电表的欧姆档粗测该电压表的内阻值，选择开关拨至“×100”档，表盘示数如图甲所示，则阻值约为___________。若将欧姆表换一个电动势相同，但内阻变大的电池，重新欧姆调零后测量该电压表内阻，其测量结果___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；

（2）该同学改用如图所示电路测量电压表内阻，实验过程如下：

A．按电路图正确连接好电路，将滑动变阻器的滑动头移到最左端

B．闭合开关和并调节，使电压表的指针指到满刻度

C．保持开关闭合以及滑动变阻器的滑动头位置不变，断开，调整电阻箱的阻值，使电压表的指针指到满刻度的

D．读出此时电阻箱的阻值

① 若电阻箱为，则___________；

② 用上述方法得到电压表内电阻的测量值___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）；

③ 若实验中测得的结果，要将这个电压表改装成量程为的电压表，则应串联一个阻值为___________的定值电阻；

④ 为了使上述根据计算后改装的电压表能更准确地测量电压，下面做法中可行的是（填写选项前的序号）（    ） 。

A．在旁边再串联一个比小得多的电阻

B．在旁边再串联一个比大得多的电阻

C．在两端再并联一个比小得多的电阻

D．在两端再并联一个比大得多的电阻

2．（2022·湖南·永州市第一中学高三开学考试）简易多用电表内部电路图如图甲所示。已知表头（灵敏电流计G）的内阻、满偏电流，多用表内部电池电动势，内阻。已知选择开关Q拨到挡位1时测量的电流量程为0.6A；

（1）使用时，P孔应该插入___________（选填“红表笔”或“黑表笔”）。

（2）根据已知条件可求得电阻=___________Ω。

（3）表头的刻度盘如图乙所示，其中A、B、C、D、E、F分别对应表头刻度0、2、4、6、8、10.晓华同学将选择开关Q拨到挡位2，在进行欧姆调零的步骤时表头的指针应该指在图乙中的________（选填“A”、“B”、“C”、“D”、“E”或“F”）位置，欧姆调零完成后滑动变阻器的阻值为______（选填“1.3”、“2”、“2.7”或“5”）Ω。

（4）该同学正确进行欧姆调零后，在两表笔之间接入待测电阻，表头的指针指到图乙中C刻度位置，则此时待测电阻的大小为___________Ω。（结果保留小数点后一位）

3．（2022·河南·模拟预测）为了测量干电池组的电动势和内阻，某同学在实验室内选择了合适的器材组成了如图甲所示的电路。图中定值电阻R0=2Ω，电流表A1的量程为100mA，内阻RA1=10Ω；电流表A2的量程为200mA，内阻RA2=5Ω，定值电阻R1=2Ω。

（1）请在图乙的方框内，画出图甲电路的电路图；（        ）

（2）电路中将R2与电流表A2串联，将电流表A2改装成了量程为3V的电压表，则R2=___________Ω，此电路中定值电阻R0中可能通过的最大电流为___________A；

（3）闭合开关K前，将图甲中滑动变阻器的滑片移到___________（填“a”或“b”）端，闭合电键后，多次调节滑动变阻器的滑片，得到多组电流表A1、A2的示数I1、I2，以I2为纵轴、I1为横轴作I2—I1图像，得到图像与纵轴的截距为190mA，图像斜率绝对值为2，则电池组的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω（结果均保留三位有效数字）。

4．（2022·江西景德镇·二模）为了测量某电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路。其中E为待测电池，G为灵敏电流计，A1、A2为微安表，V1、V2为毫伏表，R1、R2为电阻箱。

（1）根据图甲中的电路图，用笔画代替导线，完成图乙中的实物连线__________；

（2）闭合开关S，调节R1、R2的阻值，使G的示数为零，此时V1、V2的读数分别为U1=235.0mV、U2=265.0mV，A1、A2的读数分别为I1=150.0μA、I2=250.0μA；

（3）适当调大R2的阻值，通过灵敏电流计G的电流方向___________（填“从P到Q”或“从Q到P”），缓慢___________（填“调大”或“调小”）R1的阻值，使G的示数再次为零，此时V1、V2的读数分别为、，A1、A2的读数分别为、；

（4）该电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。

5．（2022·山东·模拟预测）某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻（阻值为）、一个电流表（内阻为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：

（1）将器材如图（a）连接：

（2）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）；

（3）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据；

（4）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图（b）所示，图线斜率为，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、、d、表示），此实验中的r测_______r真（填“大于”，“等于”或“小于”）

（5）为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图（c）方框中画出实验电路图__________（电阻丝用滑动变阻器符号表示）；

（6）利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。

6．（2022·海南·昌江黎族自治县矿区中学模拟预测）用伏安法测量一电池的内阻。已知该待测电池的电动势E约为9V，内阻约数十欧，允许输出的最大电流为50mA，可选用的实验器材有：

电压表V1（量程5V）；       电压表V2（量程10V）；

电流表A1（量程50mA）；     电流表A2（量程100mA）；

定值电阻R1（阻值为200Ω，额定功率为W）；     定值电阻R2（阻值为220Ω，额定功率为1W）；

滑动变阻器R（最大电阻300Ω）；开关S；导线若干。

测量数据如坐标纸上U-I图线所示

（1）在虚线方框内画出合理的电路原理图，并在元件旁边标明所选器材的符号。___________

（2）由U-I图线求得待测电池的内阻为___________Ω。

（3）在你设计的电路中，产生系统误差的主要原因是___________。

7．（2022·河南·南阳中学模拟预测）一实验小组为了测量某元件的电阻，进行了如下实验：

（1）首先用多用电表进行粗测，下列关于多用电表的操作正确的是___________。

A．如图甲，将红黑表笔短接，进行机械调零

B．如图乙，利用所示旋钮进行欧姆调零

C．如图丙，用“×10”挡测量时发现指针偏转角度过大，为了准确测量，应换到“×100”挡

D．实验完成后，挡位调至如图丁所示位置

（2）为了精确测量该元件的电阻，同学们又采用了如图所示电路进行测量。电路由控制电路和测量电路两大部分组成。实验用到的器材如下：

A．待测电阻Rx

B．灵敏电流计G

C．定值电阻R0=80Ω

D．粗细均匀的电阻丝AB（总长为L=60.00cm）

E．滑动变阻器R

F．线夹、电源、开关以及导线若干

G．电源（电动势为3V）

①在闭合开关S前，可将线夹P2大致固定于电阻丝AB中部位置，滑片P1应置于a端。闭合开关后，先移动滑动变阻器的滑片P1至某一位置，然后不断调节线夹P2所夹的位置，直到灵敏电流计G示数为零，测出此时AP2段电阻丝长度x=12.00cm，则Rx的阻值计算式为___________（用R0、L、x表示），代入数据得Rx=___________Ω；

②为减小因电阻丝粗细不均匀带来的误差，将定值电阻R0换成电阻箱，并按照①中的操作，电阻箱的阻值记为R1；然后将电阻箱与Rx交换位置，保持线夹P2的位置不变，调节电阻箱，重新使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱的阻值记为R2，则电阻Rx=___________。

8．（2022·江苏·南京外国语学校模拟预测）某实验小组通过实验探究“电源输出功率P跟电源内电阻和负载的关系，以及在什么情况下电源输出功率最大”。实验室提供下列器材：

A．干电池两节；       B．定值电阻（）；       C．电阻箱R（）；

D．电压表（，内阻约为5kΩ）；   E.电流表（，内阻约为）；   F.开关1只，足量导线。

（1）为了让实验效果明显，将与两节干电池串联在一起当作“等效电源”。请根据实验要求设计好实验电路图并画在虚线框中。（        ）

（2）按电路图连接实际电路。逐次调节电阻箱R，记录每个测试点的U、I并算出P值（如表所示），根据表中数绘出图线（如图所示），则等效电源的电动势_______V，内阻________。

（3）请根据上表数进一步绘出“等效电源”的输出功率P随电阻R的关系曲线（如图所示）（        ），从图中可得出，输出功率的最大值________（选填“大于”“等于”或“小于”）0.36W。

（4）通过分析，前面测得的“等效电源”的内阻r与真实值几乎相当。有同学认为，当电阻箱的阻值时该“等效电源”的输出功率最大。通过表格中的数据，请你判定该同学的说法是______（选填“正确”或“错误”）的。

9．（2022·天津·一模）某次实验要测量一节干电池的电动势和内电阻，实验室提供以下器材：

A．一节待测干电池（电动势约为，内阻约为）；

B．电流表（量程，内阻）；

C．电流表（量程，内阻约为）；

D．滑动变阻器（阻值范围，额定电流）；

E.滑动变阻器（阻值范围，额定电流）；

F.定值电阻；

G.开关和导线若干。

（1）选择提供的器材，请在图甲中补充完整实验电路图，并在图中标注上所补器材及滑动变阻器的符号_______；

（2）调节滑动变阻器的阻值，记录多组两电流表的读数，根据数据描出图像，如图乙，若不考虑电表内阻对测量结果的影响，则该电池的电动势___________，内阻__________；（结果均保留三位有效数字）

（3）若考虑电表内阻对实验结果的影响，则修正后的电源内阻___________（用、和等符号表示）。

10．（2022·山西吕梁·三模）把铜片和锌片相隔1cm插入一个梨中，就制成一个水果电池。铜片和锌片相距越近、插入越深，电池的内阻就越小。铜片是电池的正极，锌片是负极。某同学查阅资料得知该水果电池的电动势小于1V，内阻约为几百欧姆。水果电池的内阻较大，容易测量，但实验时，内阻会发生明显改变，测量应尽量迅速。该同学利用下列所给器材测量该水果电池的电动势E和内阻r。

A．电流表（内阻，满偏电流）

B．电流表（量程2mA，内阻约为）

C．滑动变阻器

D．电阻箱

F．开关S，导线若干

（1）实验中用电流表改装成量程为1V的电压表，需串联一个阻值R＝______的电阻；

（2）改装好电压表后，该同学采用下面的电路图进行测量；

（3）该同学实验时采集的数据如下表所示（、分别是电流表、的读数）；

请将数据描绘在下面坐标系中，作出图线：______；

（4）根据图线求出该水果电池电动势为______V（结果保留2位有效数字），内阻为______（结果保留3位有效数字）；

（5）实验测得的水果电池的电动势和内阻与真实值相比，______，______。（均选填“大于”“小于”或“等于”）

11．（2022·福建省福州第一中学模拟预测）利用电流表（内阻约为0.5Ω）和电压表（内阻约为3kΩ）测定一节干电池的电动势和内阻（小于10Ω），要求尽量减小实验误差。

（1）应该择的实验电路是___________（填写“甲”或“乙”）；

（2）处理实验中的数据得到如图丙所画图线，可得出干电池的电动势E=___________V；（保留3位有效数字）、内阻r=___________Ω（结保留3位有效数字）；

（3）本实验所测电池的电动势与真实值相比___________（填写“偏大”“偏小”或“相等”）；

（4）为了较准确地测量电动势，有人设计了如丁所示测量电路，供电电源电动势E保持不变，AB是一根均匀的电阻丝，其电阻和长度成正比，E0是标准电池（电动势E0已知）。Ex是待测电池（电动势Ex未知），现合上开关S后。将开关S1和S2合到Ex一侧，保持滑动接头于D点不动，调整电阻R使电流计G中无电流。此后保持R不变，将开关S1和S2合向Ex一侧，这时移动滑动头的位置，直到电流计中也没电流为止。以X表示这时滑动接头的位置，己测得AD段距离为LAD，AX段距离为LAX，可求得待测电源电动势Ex=___________。

12．（2022·湖北·襄阳五中模拟预测）某物理兴趣小组要组装一个简易的欧姆表，他们设计了如图甲所示的电路，通过控制单刀多掷开关S，可使欧姆表具有“×1”、“×10”和“×100”三个倍率的挡位，并使改装后的刻度盘正中央的刻度为15，如图乙所示。所提供的器材规格如下：

A．干电池（电动势E=1.5V，内阻不计）

B．电流表G（量程为，内阻为）

C．定值电阻（阻值为）

D．定值电阻R2、R3

E．滑动变阻器R4（，额定电流0.5A）

F．滑动变阻器R5（，额定电流1.0A）

G．单刀多掷开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干

（1）滑动变阻器应选择___________（填“R4”或“R5”）。

（2）电路中定值电阻R2=___________Ω， R3=___________Ω。

（3）现利用该欧姆表测定一未知电阻的阻值，将开关S接2，经正确操作后，欧姆表的指针位置如图丙所示，为较准确地测定被测电阻的阻值，以下正确且必要的操作是___________。

A．开关S接1

B．开关S接3

C．将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使指针指在电阻的0刻线

D．将红、黑表笔短接，调节滑动变阻器使指针指向电阻的刻线

（4）按正确方法测量电阻的阻值，欧姆表示数如图丁所示，则___________Ω（保留两位有效数字）。

13．（2022·河北·高考真题）某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图1所示。选用的器材有：限温开关S1（手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103℃时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关S2（当锅内温度高于80℃时自动断开，温度低于70℃时自动闭合）；电饭煲的框架（结构如图2所示）。自备元件有：加热电阻丝R（阻值为60Ω，用于加热煮饭）；限流电阻R1和R2，（阻值均为1kΩ）：指示灯L1和L2（2.5V，0.6W，当电流低于30mA时可视为熄灭）；保险丝T。

（1）按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是______ （多选）。

A．按下S1，L1和L2均发光

B．当锅内温度高于103℃时，S1自动断开，L1和L2均发光

C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换

D．当锅内温度低于70℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭

（2）简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是______（填写各步骤前的字母）。

A．将选择开关旋转到“ × 100”位置

B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点

C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度

D．测量指示灯L1两端的阻值

E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡

操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图3所示，可判断是______断路损坏；若指针如图4所示，可判断是______断路损坏。（用电路中的元件符号表示）

14．（2022·湖南·高考真题）小梦同学自制了一个两挡位（“”“”）的欧姆表，其内部结构如图所示，为调零电阻（最大阻值为），、、为定值电阻（），电流计G的内阻为。用此欧姆表测量一待测电阻的阻值，回答下列问题：

（1）短接①②，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数为；保持电阻滑片位置不变，将单刀双掷开关与接通，电流计G示数变为，则______（填“大于”或“小于”）；

（2）将单刀双掷开关与接通，此时欧姆表的挡位为______（填“”或“”）；

（3）若从“”挡位换成“”挡位，调整欧姆零点（欧姆零点在电流计G满偏刻度处）时，调零电阻的滑片应该______调节（填“向上”或“向下”）；

（4）在“”挡位调整欧姆零点后，在①②间接入阻值为的定值电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的；取走，在①②间接入待测电阻，稳定后电流计G的指针偏转到满偏刻度的，则______。

15．（2021·广东·高考真题）某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。

（1）先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔______，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________。

（2）再按图连接好电路进行测量。

①闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到_______端（选填“a”或“b”）。

将温控室的温度设置为T，电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和。断开开关S。

再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节和，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S。

②实验中记录的阻值_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值_____。

16．（2020·北京·高考真题）用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1Ω）。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。

（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势和内电阻。若电流表内电阻用表示，请你用E、r和RA表示出、，并简要说明理由_______。

（2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据（图甲：U=IR，图乙：）描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。

在图3中，对应图甲电路分析的U-I图像是：__________；对应图乙电路分析的U-I图像是：________。

（3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的______（填“甲”或“乙”）。