假期必刷5 实验：测量电源的电动势和内电阻-【快乐假期必刷题】2025年高二物理暑假作业必刷题

　假期必刷５　实验:测量电源的电动势和内电阻　　　　　　　　 １．图像法处理数据是本实验重点．根据闭合电 路欧姆定律找出图像的函数关系式,从而确 定图像斜率、截距等的意义． ２．明确实验中目标测量量与实际测量量的关 系,进行误差分析． １．某同学用伏安法测一节干电池的电动势E 和内阻r,所给的器材有: A．电压表 V:０~３V,０~１５V B．电流表 A:０~０􀆰６A,０~３A C．滑动变阻器R１:(２０Ω,１A) D．滑动变阻器R２:(１０００Ω,０􀆰１A) E．开关S和导线若干 (１)实验中电压表应选用的量程为　　　　 (选填“０~３V”或“０~１５V”);电流表应选 用的量程为　　　　(选填“０~０􀆰６A”或 “０~３A”);滑动变阻器应选用　　　　(选 填R１ 或R２)． (２)根据实验要求完成下图甲中的实物电路 图连线． (３)实验测得的６组数据已在U－I图像中 标出,如图乙所示．请你根据数据点位置完 成U－I图线,并由图线求出该电池的电动 势E＝　　　　V,内阻r＝　　　　Ω(结 论保留２位有效数字)． ２．(２０２４􀅰甘肃卷)精确测量干电池电动势和 内阻需要考虑电表内阻的影响．可用器材 有:电压表(量程１􀆰５V,内阻约为１．５kΩ)、 电流表(量程０􀆰６A)、滑动变阻器、开关、干 电池和导线若干．某小组开展了以下实验． 　　　图１　　　　　　　　　图２ (１)考虑电流表内阻影响 ①用图１所示电路测量电流表的内阻．从图 ２电压表和电流表读数可得电流表内阻RA ＝　　　　Ω(保留２位有效数字)． ②用图３所示电路测量干电池电动势和内 阻．电压表读数、电流表读数、干电池内阻和 电流表内阻分别用U、I、r和RA 表示．则干 电池电动势E＝U＋　　　(用I、r和RA 表示)． ③调节滑动变阻器测得多组电表读数,作出 图４所示的UＧI图像．则待测干电池电动势 E＝　　　V(保留３位有效数字)、内阻r＝ 　　　Ω(保留１位小数)． (２)考虑电压表内 阻影响 该小 组 也 尝 试 用 图５ 所 示 电 路 测 量电压表内阻,但 发现 实 验 无 法 完 成．原因是　　　　(单选,填正确答案标号)． A．电路设计会损坏仪器 B．滑动变阻器接法错误 C．电压太大无法读数 D．电流太小无法读数 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９ ３．一同学测量某干电池的电动势和内阻． (１)如图甲所示是该同学正准备接入最后一 根导线(图中虚线所示)时的实验电路．请指 出图中在器材操作上存在的两个不妥之处 　　　　　　　　;　　　　　　　　． 甲 (２)实验测得的电阻箱阻值R 和理想电流 表示数I以及计算出的１I 数据见下表: R/Ω ８．０ ７．０ ６．０ ５．０ ４．０ I/A ０．１５ ０．１７ ０．１９ ０．２２ ０．２６ １ I /A－１ ６．７ ５．９ ５．３ ４．５ ３．８ 根据表中数据,在图乙方格纸上作出R－１I 关系图像． 乙 由图 像 可 计 算 出 该 干 电 池 的 电 动 势 为 　　　　V(结果保留３位有效数字);内阻 为　　　　Ω(结果保留２位有效数字)． ４．某实验小组利用电压表和电阻箱测量电源 的电动势和内阻．所用器材有:待测电源、电 压表、电阻箱、开关和导线． (１)请在下面的虚线框中画出实验的电路图． 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (２)实验的主要步骤如下: ①检查电压表并调零,按照电路图连线． ②调节电阻箱R 的阻值至　　　　． ③将开关S闭合,调节电阻箱的阻值使电压 表指针有足够的偏转,记下此时电阻箱的阻 值R 和电压表的示数U． ④改变电阻箱的阻值,测 出几组U 及R 的数据,作 出１ RＧ １ U 的图线,如图所示． (３)由作出的１RＧ １ U 图 线 可求得电动势E＝　　　　 V,内阻r＝ 　　　　 Ω(结果保留２位有效数字)． ５．(２０２４􀅰辽宁卷)某探究小组要测量电池的 电动势和内阻．可利用的器材有:电压表、电 阻丝、定值电阻(阻值为R０)、金属夹、刻度 尺、开关S、导线若干．他们设计了如图所示 的实验电路原理图． (１)实验步骤如下:①将电阻丝拉直固定,按 照图(a)连接电路,金属夹置于电阻丝的 　　　　．(填“A”或“B”)端; ②闭合开关S,快速滑动金属夹至适当位置 并记录电压表示数U,断开开关S,记录金 属夹与B 端的距离L; ③多次重复步骤②,根据记录的若干组U、L 的值,作出图(c)中图线Ⅰ; ④按照图(b)将定值电阻 接入电路,多次重复步骤 ②,再根据记录的若干组 U、L的值,作出图(c)中图 线Ⅱ． (２)由图线得出纵轴截距为b,则待测电池 的电动势E＝　　　　． (３)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k１、k２, 若 k２ k１ ＝n,则待测电池的内阻r＝　　　　 (用n和R０ 表示)． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０１ 素养培优 ４．解析:(１)由图可得,多用电表欧姆挡选用“×１００”倍率,则 C、D 端电阻RCD ＝３􀆰３×１００Ω＝３３０Ω． (２)由图１可得,滑动变阻器采用限流式接入电路,为了多次 测量时电压表、电流表数据有明显变化,应该接入阻值和C、 D 端电阻接近的滑动变阻器R２,即选F． (３)电压表测量金属块和电流表两端的电阻,连接错误的区 域是②区域,目前电压表测量电流表两端的电压,应将电压 表的右边接线柱(＋接线柱)连接到电阻的右端． (４)接通开关前,滑动变阻阻滑片应放在阻值最大的最右端 位置． (５)金属块 A、B间的电阻约为４Ω,若用内阻约为４Ω 的微 安表测量,其误差要比内阻约为１Ω 电流表测量较大,测量 值的相对误差约为１ ４×１００％＝２５％ ;测量金属块C、D 间约 ３３０Ω电阻,测量值得相对误差约为 ４３３０×１００％＝１􀆰２％ ,误 差更小,测得的电阻计算电阻率更准确,则小明的说法错误． 答案:(１)３３０　 (２)F　(３)②　(４)右　(５)错误;理由见 解析 假期必刷４ 素养训练 １．解析:(１)电表使用前要旋转机械调零旋钮S进行机械调零, 使指针对准电流的０刻线; (３)将插入“＋”、“－”插孔的表笔短接,旋动欧姆调零旋钮 T,使指针对准电阻的０刻线; (４)将两表笔分别与待测电阻相接,发现指针偏角过小,则电 阻阻值大,说明所选挡位太小,为了得到比较准确的测量结 果,应换用大倍率挡进行测量,应将 K旋转到欧姆挡“×１k” 的位置,然后将两表笔短接,旋动合适的部件,使指针指在电 阻零刻度处,再将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根 引线相接,因此合理的实验步骤顺序是 ADC; (５)如果是用直流１０V 挡测量电压,由题中图示表盘可知, 其分度值为０􀆰２V,读数为６􀆰６V或６􀆰７V均可,如果用“× １００”挡测电阻,则读数为８×１００Ω＝８００Ω． 答案:(１)S　(３)T　０刻线　(４)ADC　(５)①６􀆰６(或６􀆰７) 　②８００ ２．解析:(４)黑表笔内部接电源的正极,则测二极管正向电阻 时,将黑表笔接二极管正极,将红表笔接二极管负极． (５)测量发现指针偏角过大,说明倍率挡选择过大,为使测量比 较精准,应将选择开关旋转到“×１”的倍率挡位后,再次测量． (６)最后应将选择开关拨向 OFF位置． (７)以上实验过程,缺少的实验步骤是:换挡后,必须重新进 行欧姆调零． 答案:(４)黑　(５)×１　(６)OFF　(７)换挡后,必须重新进行 欧姆调零 ３．解析:(１)欧姆表读数:对应最上一行刻度值为１５,倍率为 “×１００”,读数为１􀆰５×１０３ Ω;测２􀆰０×１０４ Ω 的电阻时应选 “×１k”的欧姆挡． (２)选５０mA电流挡,则每一小格表示１mA,测量的精确度为 １mA,应估读到０􀆰１mA,指针对应的读数为２５􀆰０mA;选择量程 为２５０mA的电流挡,则每一小格表示５mA,测量的精确度为 ５mA,应估读到１mA,指针对应的读数为１２５mA． (３)选择１０V电压挡,则每一小格表示０􀆰２V,测量的精确 度为０􀆰２V,应估读到０􀆰１V,指针对应的读数为５􀆰０V． 答案:(１)１􀆰５×１０３　×１k　(２)２５􀆰０(２４􀆰９~２５􀆰１均正确) 　１２５　(３)５􀆰０ ４．解析:(１)应用多用电表判断电路故障,首先要正确使用多用 电表,对多用电表而言,电流应从红表笔流入该表内,由题图 能看出c点电势高于d 点电势,知红表笔应接触c点．由表１ 可知d、f间有示数,则d－c－a－电池－b－f 间无断路,C 错误;若仅灯 A短路或灯B短路,不会造成 A、B灯都不亮, A、B错误;若df段断路,则与测试结果相符,D正确． (２)由表２可知,c、d间有一定的电阻但不是很大,灯 A 既不 短路也不断路,A、C错误;d、e间存在大电阻,表明d、e间导 线断路,D正确;e、f间电阻为零,则灯B短路,B正确． 答案:(１)c　D　(２)BD 素养培优 ５．解析:(１)利用多用电表粗测待测电压表的内阻．首先应选择 欧姆挡即 C选项:将多用电表选择开关置于欧姆挡“×１０” 位置;接着将红、黑表笔短接即 A 选项;进行欧姆调零即 B 选项:调节欧姆调零旋钮,使指针指向零欧姆．故首先操作顺 序为 C、A、B． 多用电表使用时电流“红进黑出”的规则可知:测量电阻时电 源在多用电表表内,故将多用电表的红、黑表笔分别与待测 电压表的“负极、正极”相连． 读数时欧姆表的指针位置如图(a)中虚线Ⅰ所示,偏转角度 较小即倍率选择过小,为了减少测量误差,应将选择开关旋 转到欧姆挡倍率较大处,而根据表中数据可知选择“×１k” 倍率又过大,故应选择欧姆挡“×１００”的位置; 测量得到指针位置如图(a)中实线Ⅱ所示,则粗测得到的该 电压表内阻为R＝１６􀆰０×１００Ω＝１􀆰６kΩ． (２)图(b)所示的电路,滑动变阻器采用的是分压式连接,为 了方便调节,应选最大阻值较小的滑动变阻器即R１;为保护 电路,测量电路的分压从零开始,闭合开关S前,滑动变阻器 的滑片应置于a端． (３)通过待测电压表的电流大小与定值电阻电流相同为I ＝ U１－U R０ , 根据欧姆定律得待测电压表的阻值为RV＝ U I ＝ UR０ U１－U ． (４)测量得到U１＝４􀆰２０V,U＝２􀆰７８V,代入待测电压表的 阻值 表 达 式 RV ＝ UR０ U１－U ,则 待 测 电 压 表 内 阻 RV ＝ ２．７８×８００ ４．２０－２．７８Ω≈１５６６Ω≈１􀆰５７kΩ． 答案:(１)CAB　负极、正极　×１００　１􀆰６　(２)R１　a (３) UR０ U１－U 　(４)１􀆰５７ 假期必刷５ 素养训练 １．解析:(１)一节干电池电动势约为１􀆰５V,则电压表应选用的 量程为０~３V; 电路最大电流约为０．５安,电流表应选用的量程为０~０􀆰６A; 为方便实验操作,且外电压明显变化,滑动变阻器应选R１． (２)伏安法测电源电动势和内阻实验,电压表测路端电压,电 流表测电路电流,实验电路图如图所示． (３)根据 坐 标 系 内 描 出 的 点,作 出 电 源 的U－I 图 像 如 图 所示． 由电源的U－I图像可知,图像与纵轴交点坐标值为１􀆰５V,则 电源电动势E＝１．５V,电源内阻为r＝ ΔUΔI ＝ １．５－１．０ １．０ Ω＝ ０􀆰５０Ω． 答案:(１)０~３V　０~０􀆰６A　R１　 (２)实物电路图见解析 (３)图像见解析　１􀆰５　０􀆰５０ ２．解析:(１)①由题图２可知,电压表读数为U＝０．６０V,电流 表读数为I＝０．５８A, 根据欧姆定 律 可 得 电 流 表 内 阻 为 RA ＝ U I ＝ ０．６０ ０．５８ Ω≈１． ０Ω． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９０１ ②由闭合电路欧姆定律可知,干电池电动势的表达式为E＝ U＋I(r＋RA), ③根据E＝U＋I(r＋RA)变形为U＝－(r＋RA)I＋E, 根据图像可知,纵截距b＝E＝１．４０V, 斜率的绝对值|k|＝r＋RA＝ １．４０－１．００ ０．２０－０ Ω＝２．０Ω , 所以待测干电池电动势为E＝１．４０V, 电源内阻为r＝１．０Ω． (２)由于将电压表串联接在电路中,电压表内阻很大,电路中 电流太小,故无法完成实验的原因可能是电流太小无法读 数．故选 D． 答案:(１)①１．０　②I(r＋RA)　③１􀆰４０　１􀆰０　(２)D ３．解析:(１)在电学实验中,连接电路时应将开关断开,电阻箱 的阻值调为最大,确保实验仪器、仪表的安全． (２)根据闭合电路的欧姆定律得E＝I(R＋r), 即R＝EI －r＝E 􀅰１ I－r , 即R－１I 图像为直线 描点连线后图像如图所示 根据图像可知r＝１􀆰２Ω,图像的斜率为电动势E 在RＧ１I 图像上取两点(１􀆰２,０􀆰４０)、(５,５􀆰６０) 则E＝５．６０－０．４０５－１．２ V＝１􀆰３７V． 答案:(１)开关未断开　电阻箱阻值为零 (２)见解析图　１􀆰３７(１􀆰３４~１􀆰４０均可)　１．２(１􀆰０~１􀆰４ 均可) ４．解析:(１)根据伏阻法测电源电动势 和内阻原理知,实验电路如图所示． (２)为了保护电路,初始时,电阻箱的 阻值应调为最大值． (３)由闭合电路欧姆定律和欧姆定律 可得E＝U＋URr ,变换得到 １ R ＝ E r 􀅰１ U － １ r ,由图像在纵 轴上截距的绝对值得内阻r＝１􀆰０Ω,由图线斜率可得电动 势E＝３􀆰３V． 答案:(１)如图所示　(２)最大值　 (３)３􀆰３　１􀆰０ 素养培优 ５．解析:(１)为了保护电路,闭合开关前,金属夹置于电阻丝的 最大阻值处,由题图可知,应该置于A 端． (２)对于电路图(a),根据闭合电路欧姆定律有U＝E－Ir, 设金属丝的电阻率为ρ,横截面积为S,结合欧姆定律和电阻 定律I＝UR ,R＝ρ L S , 联立可得U＝E－US ρL r, 整理可得１ U ＝ １ E＋ Sr Eρ 􀅰１ L , 对于 电 路 图 (b),根 据 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 有 U ＝E －I(r＋R０), 结合欧姆定律和电阻定律I＝UR ,R＝ρ L S , 联立后整理１ U ＝ １ E＋ S(r＋R０) Eρ 􀅰１ L , 可知图线的纵轴截距b＝１E , 解得E＝１b． (３)由题意可知k１＝ Sr Eρ ,k２＝ S(r＋R０) Eρ , 又 k２ k１ ＝n, 联立解得r＝ R０n－１． 答案:(１)A　(２)１b　 (３) R０ n－１ 假期必刷６ 素养训练 １．CD　[充气袋在运输中起到缓冲作用,在某颠簸过程中,物 体的动量变化量不变,由动量定理可知,充气袋可以延长动 量变化所用的时间,从而减小物体所受的合力,但不能改变 合力的冲量,A、B错误,C正确;动量对时间的变化率即为物 体所受的合力减少,D正确．] ２．A　[设脚着地瞬间的速度大小为v,取竖直向上为正,穿着 平底布鞋时双脚竖直着地过程中,根据动量定理(F－G)􀅰 t０＝０－(－mv),其中F＝３G,穿上气垫鞋时双脚竖直着地过 程中,根据动量定理有(F′－G)􀅰２．５t０＝０－(－mv) 解得F′＝１．８G,故选项 A正确．] ３．D　[由题图可知,t＝１s时F＝２N,由牛顿第二定律可得, 物体的加 速 度 为a＝ Fm ＝ ２ ２ m /s２ ＝１ m/s２,故 A 错 误; t＝２s时物体的加速度开始反向,物体的速度达到最大,即 将开始做匀减速运动,故B错误;在３s内,由动量定理可得 F１t１＋F２t２＝p－０,代入数据解得p＝３kg􀅰m/s,故 C 错 误;在４s内,由动量定理可得F１t１＋F２t３＝mv－０,代入数据 解得v＝１m/s,故 D正确．] ４．C　[设水喷出的初速度为v０,Δt时间内喷出的水的质量为 m,在 Δt时间内水的速度变为０,选取向下为正方向,由动量 定理可得－FΔt＝０－mv０,将平板向下平移至距离水龙头h 处,仍然会在 Δt时间内与平板作用后速度变为０,则－２FΔt ＝０－mv,又v２－v２０＝２gh,联立可解得v０＝ ２gh ３ ,故 C 正 确,A、B、D错误．] ５．ACD　[根据F􀅰Δt＝Δp,可得F＝ΔpΔt ,依题意,头盔内部的 缓冲层与头部的撞击时间延长了,头盔减小了驾驶员头部撞 击过程中的动量变化率．故 A 正确;同理,可知头盔并没有 减少驾驶员头部撞击过程中撞击力的冲量．故 B错误;根据 I＝F􀅰Δt,头盔对头部的作用力与头部对头盔的作用力等 大反向,作用时间相同,所以事故中头盔对头部的冲量与头 部对头盔的冲量大小相等．故 C正确;代入数据,可得F＝ ２×６ ６×１０－３ N＝２０００N,可知事故中头部以６m/s的速度水平撞 击缓冲层,则头部受到的撞击力最多为２０００N．故 D 正确． 故选 ACD．] ６．D　[高压水枪单位时间喷出水的质量等于单位时间内喷出 的水柱的质量,即m０＝ρV＝ρπ D２ ４ 􀅰v＝１４πρvD ２,故 A、B错 误;水柱对汽车的平均冲力为F,由动量定理得Ft＝mv,即 Ft＝１４ρπvD ２􀅰t􀅰v,解得F＝１４ρπv ２D２,故 C错误;高压水 枪喷出的水对汽车产生的压强p＝FS ＝ １ ４ρπv ２D２ １ ４πD ２ ＝ρv ２,则 当高压水枪喷口的出水速度变为原来的２倍时,压强变为原 来的４倍,故 D正确．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ０１１