第10章 微练37 实验12：测量电源的电动势和内阻(作业课件) -【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习

微练37 实验12：测量电源的电动势和内阻 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 1.(2025·贵州模拟)某同学用伏安法测量标称值为1.5 V的干电池的电动势和内电阻，所用电压表量程为3 V、内阻约为3 kΩ，电流表量程为0.6 A、内阻约为0.5 Ω。实验中有甲和乙两个电路图供选择，该同学选用合适的电路图得到的电压U和电流I的关系图线如图丙所示。 (1)该同学选择的电路图是图　　　　(填“甲”或“乙”)。  甲 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 因电源内阻与电流表内阻很接近，故应采用相对电源来说的电流表外接法，应选图甲所示电路图。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 (2)由图丙可知，干电池的电动势E为　 　　V，内电 阻r为　　 　 　Ω(保留2位小数)。 由E=U+Ir，可知U=E-Ir，则U-I图像的纵截距表示电源电动势，斜率的绝对值表示内阻，即E=1.48 V，r= Ω=0.96 Ω。 解析 1.48(1.47或1.49也可) 0.96(0.94~0.98均可) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 (3)若选择另一个电路图进行实验，在图丙上用实线画出实验中应得到的图线的示意图。 若选择乙电路图进行实验，则E=U+I(RA +r)，可得I== A≈0.33 A，在题图丙上用实线画出实验中应得到的图线的示意图，如图所示。 解析 图见解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.现有一特殊的锂电池，其电动势E约为9 V，内阻r在35~55 Ω范围，最大允许电流为50 mA。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲的电路进行实验。图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计；R为电阻箱，阻值范围为0~9 999 Ω；R0是定值电阻。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 (1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验应选用_______ (填选项字母)。  A.10 Ω，2.5 W B.50 Ω，1.0 W C.150 Ω，1.0 W D.1 500 Ω，5.0 W 电路总电阻最小值为 Ω=180 Ω，内阻约为35~55 Ω，所以定值电阻R0选150 Ω的，故选C。 解析 C 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 (2)该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，作出了如图乙的图线。则根据该同学所作的图线可知图像的横坐标与纵坐标的比值表示　　　　　　　　　　。 横坐标与纵坐标比值==I，即回路中的电流。 解析 回路中的电流 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 (3)根据图乙所作出的图像求得该电池的电动势E为　　　　V，内电阻r为　　　　Ω。  由闭合电路欧姆定律得E=U+r，整理可得=+，可知=0.10 V-1，= A-1=5 A-1，所以E=10 V，r=50 Ω。 解析 10 50 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.一实验小组想要测量一个未知电源的电动势和内电阻。可供选择的器材有: 电流表A(量程50 mA，内阻为0.45 Ω)； 电阻箱R1(最大阻值为9.99 Ω)； 电阻箱R2(最大阻值为99.9 Ω)； 开关一个，导线若干。 (1)由于电流表A的量程较小，考虑安全因素，该实验小组计划将其量程扩大为原来的10倍，则应选用电阻箱　　　　(填“R1”或“R2”)与电流表A并联，电阻箱选用阻值为　　　　Ω。  1 5 2 3 4 R1 0.05 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 改装电流表需要并联电阻进行分流，要使量程扩大为原来的10 倍，并联电阻阻值为R0==0.05 Ω，电阻箱R1有×0.01挡，故电阻箱应选R1。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)请设计好电路，用笔画线代替导线，将实物图甲连接成完整电 路。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据电流表改装原理及测量电源电动势和内电阻实验原理可知将改装后的电流表与电阻箱串联接在电源两端，故完整电路实物图如图所示。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)实验中记录另一电阻箱的阻值R和电流表A的示数I，并计算出，得到多组数据后描点作出R-图线如图乙所示，则该电源的电动势E= 　　　　V，内电阻r=　　　　Ω。  1 5 2 3 4 2.5 0.58 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 改装后电流表的内阻为RA'= Ω=0.045 Ω，由于电流表示数为电路中干路电流的，根据闭合回路欧姆定律可得I=× ，变形后可得R=-(r+RA')，故题图乙中图线的斜率为k== V，解得电源的电动势为E=2.5 V，图线与纵坐标的截距为-0.625 Ω=-(r+RA')，解得内电阻为r=0.58 Ω。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2025·榆林模拟)一研究性学习小组设计了如图甲所示的电路测电源的电动势E、内阻r及待测电阻Rx。实验器材有: ①待测电源(E，r) ②待测电阻Rx ③电压表(量程3 V，内阻很大) ④电阻箱R(0~99.99 Ω) ⑤定值电阻R0=1.0 Ω ⑥单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 实验步骤如下: (1)将乙图中电路实物图连接完整。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据电路图，实物连线如图所示。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)先测Rx的阻值，将该同学的操作补充完整: ①闭合开关S1，将S2切换到1，调节R至适当阻值时读出其示数R1和对应的电压表示数U1； ②保持R示数不变，　　　　　　　　，读出电压表示数U2；  ③待测电阻Rx=　　　　　　　　(用所测量的物理量符号表示)。  1 5 2 3 4 将S2切换到2 R1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 将S2切换到1时，有U1=I(R1+Rx)，保持R示数不变，将S2切换到2，读出电压表示数U2有U2=IR1，联立可得待测电阻为Rx=R1。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)该小组同学已经测得Rx=5 Ω，继续测电源电动势E和内阻r。具体操作如下: ①闭合开关S1，将S2切换到2，多次调节R，读出多组电阻箱示数R及对应电压表读数U； ②由测得的数据绘出了-图线如图丙所示； ③由图丙求得电源电动势E=　　　　V，内阻r=　　　　Ω。(均保留2位小数)  1 5 2 3 4 2.94 1.00 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 闭合开关S1，将S2切换到2，根据闭合电路欧姆定律可得E=U+(Rx+R0+r)，整理可得=+，根据-=0.34 V-1，= A-1，解得E≈2.94 V，r≈1.00 Ω。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.(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1.5 V，内阻约为1.5 kΩ)、电流表(量程0.6 A)、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。 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)考虑电流表内阻影响。 ①用图甲所示电路测量电流表的内阻。从图乙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用图丙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，作出图丁所示的U-I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)。  1 5 2 3 4 1.0 I(r+RA) 1.40 1.0 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ①由题图乙可知，电压表读数为U=0.60 V，电流表读数为I= 0.58 A，根据欧姆定律可得电流表内阻为RA== Ω≈1.0 Ω。 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 题图丁可知，纵截距b=E=1.40 V，斜率的绝对值|k|=r+RA= Ω=2.0 Ω，所以待测干电池电动势为E=1.40 V，电源内阻为r=1.0 Ω。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)考虑电压表内阻影响。 该小组也尝试用图戊所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是　　　　(填选项字母)。  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 1 5 2 3 4 D 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 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，D项正 确。 解析 1 5 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$