专题十五 考查主题二 以测电源为核心的实验（Word教参）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材）

考查主题二　以测电源为核心的实验 测量电源电动势和内阻的三种常用方案 方案 伏安法 伏阻法 安阻法 原理 E＝U＋Ir E＝U＋r E＝IR＋Ir 电路图 关系式 U＝E－Ir ＝＋ ＝＋ 图像 纵轴截距：E 斜率大小：r 纵轴截距： 斜率： 纵轴截距： 斜率： 误差分析 E测＜E真 r测＜r真 E测＝E真 r测＞r真 E测＜E真 r测＜r真 E测＝E真 r测＞r真 [全取基础考法] 考查点(一)　电路的选择与数据处理 1．(2023·湖南省长郡中学月考)某同学要测量“水果电池”的电动势和内阻，提供下列仪器： A．待测“水果电池”(电动势E约为4 V，内阻r约为200 Ω) B．毫安表A(量程5 mA，内阻为RA＝60 Ω) C．电压表V(量程4 V，内阻约5 kΩ) D．电阻箱R1(0～999.9 Ω) E．滑动变阻器R(0～1 000 Ω) F．开关、导线若干 (1)由于毫安表的量程太小，该同学用电阻箱R1与毫安表A并联，可使其量程扩大，取R1＝RA，则改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的________倍； (2)用改装后的电流表完成实验，应该选择的实验电路是图中的__________(选填“甲”或“乙”)； (3)根据实验数据画出U-I图线，如图丙所示。由图线可得，“水果电池”的电动势E＝________ V，内电阻r＝__________Ω。(保留三位有效数字) 解析：(1)设毫安表电流为IA，由并联电路的规律可得IARA＝(I－IA)R1，解得I＝5IA，因此改装后的电流表量程为毫安表满偏电流的5倍。 (2)由于电流表内阻已知，因此采用题图乙电路可以避免电流表分压带来的误差，故选乙电路。 (3)改装后电流表的内阻为RA′＝＝ Ω＝12 Ω，则由闭合电路欧姆定律可得E＝Ir＋IRA′＋U，转化可得U＝－(r＋RA′)I＋E，由U-I图像可得E＝3.80 V，|k|＝|－(r＋RA′)|＝ Ω，解得r≈175 Ω。 答案：(1)5　(2)乙　(3)3.80　175 (1)在用改装后的电流表测量时，易忽略电流表的内阻为已知量。 (2)根据U-I图像求电源内阻时，易忽略纵坐标的起始点是否为零，从而导致电源内阻计算错误。　　 考查点(二)　伏阻法测量电源电动势和内阻 2．一学习小组要测量某蓄电池的电动势和内阻。实验室提供的器材有： 待测蓄电池(电动势约2 V) 电压表V(量程3 V，内阻约3 kΩ) 电阻箱R(阻值范围0～9 999 Ω) 定值电阻R1(阻值为2 Ω) 开关及导线若干 (1)该小组按照图甲电路进行实验，在调节R阻值的过程中，发现电压表示数的变化范围比较小，出现该现象的可能原因是______________________(写出一个原因即可)。 (2)该小组提出图乙、丙两种改进方案，应选择________(选填“乙”或“丙”)方案进行实验。 (3)利用改进的方案测出多组电压表示数U和电阻箱示数R，作出- 图像如图丁所示。根据图像可求得蓄电池电动势为______V，内阻的阻值为______Ω(结果保留2位有效数字)。 解析：(1)由题图甲可知，电压表测的是电阻箱R的电压，示数变化范围比较小，说明电阻箱R的阻值比蓄电池的内阻大得多，也就是蓄电池的内阻太小。 (2)题图丙电路图与题图甲电路图类似，题图乙电路图的R1与蓄电池串联，电源的内阻可看作R1＋r，相当于电源的内阻增大了，因此应选题图乙的方案进行实验。 (3)由闭合电路的欧姆定律，有I＝，U＝IR＝， 所以＝＋· 由题图丁可知＝0.55，解得E≈1.8 V 题图丁的斜率为＝≈1.32，解得r≈0.38 Ω。 答案：(1)蓄电池内阻太小(或电阻箱的阻值太大)　(2)乙　(3)1.8　0.38(0.37～0.40均可) [细节提醒] (1)使用伏阻法测量电源电动势和内电阻时，电压表示数变化较小，易误认为电阻箱的阻值太小。 (2)不能正确书写闭合电路欧姆的表达式，从而无法根据图像求出E和r的大小。　　 考查点(三)　安阻法测电源的电动势和内阻 3．某同学用图(a)所示的电路测量电源的电动势和内阻。图中电流表量程为0.6 A、内阻为1.0 Ω，定值电阻R0的阻值为10.0 Ω，电阻箱R的最大阻值为999.9 Ω。 (1)将电阻箱的阻值调至最__________(选填“大”或“小”)，闭合开关S。 (2)闭合开关后，发现无论电阻箱的阻值调到多少，电流表始终没有示数。为查找故障，该同学使用多用电表的电压挡位，将__________(选填“红”或“黑”)表笔始终接触e位置，另一表笔分别试触a、b、c、d四个位置，发现试触a、b、c时电压表有示数，试触d时电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则故