Очевидно, что чем меньше будет внешнее сопротивление по сравнению с внутренним, 
тем меньше будет напряжение на зажимах источника

Нельзя,потому что:Обычный вольтметр при своей работе использует ток источника, а это приводит к шунтированию самого источника или понижению ЭДС источника. 
Для малоточных источников обычно используют электронные приборы измерения с большим входным сопротивлением, всевозможные компараторы, а в последнее время измерения проводят приборами с цифровыми входами практически не влияющими на измеряемый источник.