第10章 实验12 电池电动势和内阻的测量(Word练习)-【高考快车道】2026年高考物理大一轮总复习

实验十二　电池电动势和内阻的测量 1.（2025·四川成都模拟）某兴趣小组尝试测量某电源的电动势和内阻。 （1）已知电源内阻比较小，移动滑动变阻器滑片时，为了使电压表示数变化比较明显，该小组同学在思考后将R0＝8 Ω的定值电阻串入甲电路中的　　　　（选填“A”或“B”），可以解决该问题。 （2）根据（1）问中选择的电路，多次调节滑动变阻器R阻值，读出相应的电压表和电流表示数U和I，将测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像，电源的内阻r0＝　　　　Ω（结果保留2位有效数字），滑动变阻器R消耗的最大功率为　　　　W。 （3）该小组同学根据（1）问中选择的电路，分析了实验中由电表内阻引起的实验误差。下列选项图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I图像，虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的U-I图像，则可能正确的是　　　　。 2.（2024·北京高考15题（3））某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图1所示。连接电路后，闭合开关 S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图2所示，可得：该电池的电动势E＝　　　　V，内阻r＝　　　　kΩ。（结果保留两位有效数字） 3.某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下： 电压表（量程0～3 V，内阻很大）； 电流表（量程0～0.6 A）； 电阻箱（阻值0～999.9 Ω）； 干电池一节、开关一个和导线若干。 （1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线。 （2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U-I图像如图（c）所示，则干电池的电动势为　　　　V（保留3位有效数字）、内阻为　　　　Ω（保留2位有效数字）。 （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出-R图像如图（d）所示。利用图（d）中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为　　　　Ω（保留2位有效数字）。 （4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值　　　　（选填“偏大”或“偏小”）。 4.（2025·江西抚州市模拟）在测定两节干电池电动势和内阻的实验中，某同学用到的器材有一个电压表、一个电阻箱、一个定值电阻R0、一个开关S、两节干电池、若干导线，其实验实物图如图甲所示。 （1）改变电阻箱的阻值R，用图甲中的电压表测出多组电阻箱两端的电压U。实物图甲中已连接好部分电路，请按照实验要求将剩余部分电路连接好。 （2）在坐标纸上作出与的关系图线如图乙所示，结合图线计算出两节干电池的电动势E＝　　　　，内阻r＝　　　　。（结果均用a、b和R0表示） （3）若考虑电压表并非理想电压表，则电动势的测量值与真实值相比　　　　；内阻的测量值与真实值相比　　　　　。（均选填“偏大”“相等”或“偏小”） （4）另一位同学将图甲电压表的导线改接在R0的c、d端，改变电阻箱的阻值R，测出多组电压表的数据U，若用图像法测算电源的电动势和内阻，为了使得到的图线是一条直线，则该同学应描绘　　　　。 A.-图像 B.U-R图像 C.-R图像 D.U-R2图像 5.（2025·湖南郴州模拟）某课外活动小组利用铜片、锌片和橙汁制作了橙汁电池，并利用所学知识设计电路测量该电池的电动势E和内阻r。他们在一个玻璃器皿中放入橙汁，在橙汁中相隔一定距离插入铜片和锌片作为橙汁电池的正、负极。使用的器材有： A.毫安表（量程0～3 mA，内阻未知）； B.滑动变阻器R1（最大阻值为500 Ω）； C.电阻箱R2（阻值范围为0～999.9 Ω）； D.开关和导线若干。 该小组成员分析发现，由于毫安表的内阻未知，所以无法直接测量该橙汁电池的电动势和内阻，经过思考后，该小组设计了如图甲所示的电路，先测出该毫安表的内阻Rg、再测量橙汁电池的电动势E和内阻r。 （1）请按照图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，将图乙实物图中的滑动变阻器接入电路，要求当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大。 （2）该小组连接好电路后，首先对毫安表的内阻Rg进行测量，请完善测量步骤。 ①将滑动变阻器R1的滑片滑至最右端，断开开关S2，闭合开关S1； ②滑动滑动变阻器R1的滑片，使毫安表的指针达到满偏； ③保持　　　　　　 不变，闭合开关S2，调节电阻箱R2的阻值，使毫安表的示数达到满偏电流的一半； ④读出此时电阻箱R2的示数，即可求得毫安表的内阻Rg。 （3）该小组发现，当毫安表的电流达到满偏电流的一半时，电阻箱的示数为50.0 Ω，则毫安表的内阻Rg＝　　　　Ω，用此种方法测得的毫安表的内阻与其真实值相比，测量值　　　　（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 （4）该小组测得毫安表的内阻Rg之后，采用以下方法测量该橙汁电池的电动势E和内阻r。首先将电路中滑动变阻器的滑片移至最右端，然后多次改变电阻箱的阻值R得到了多组毫安表的电流I，根据测得的数据作出-图像，如图丙所示，则该电源的电动势E＝　　　　V，内阻r＝　　　　Ω。（结果均保留3位有效数字） 实验十二　电池电动势和内阻的测量 1.（1）A　（2）2.0　0.225　（3）B 解析：（1）根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，由于r太小，U值变化较小，所以串联电阻应置于干路。故选A。 （2）根据图甲A电路，由闭合电路欧姆定律有 U＝E－I（r0＋R0） 结合图乙可知，纵轴截距表示电动势，即E＝3.0 V 斜率绝对值为｜k｜＝r0＋R0＝ Ω＝10 Ω 所以r0＝2.0 Ω 串联电阻R0后，电源的等效内阻为r＝r0＋R0 所以当滑动变阻器的阻值等于r时，滑动变阻器消耗的功率最大，所以 Pm＝＝＝ W＝0.225 W。 （3）由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真实值相等，因此虚线与实线在I轴相交。故选B。 2.1.0　3.3 解析：根据题意可知，通过电源的电流为I＝，则根据闭合电路欧姆定律可得E＝U＋Ir＝U＋r，变形得U＝－r＋E，结合U-图像纵截距可知E＝1.0 V，结合U-图像斜率的绝对值可知r＝ Ω≈3.3 kΩ。 3.（1）见解析图　（2）1.58　0.63　（3）2.5　（4）偏小 解析：（1）如图所示。 （2）根据闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir，则U＝E－Ir，结合题图（c）可得，电动势E＝1.58 V，电池的内阻r＝ Ω≈0.63 Ω。 （3）根据闭合电路欧姆定律知E＝I（R＋RA＋r），则＝·R＋，结合题图（d）可得＝2 A－1，解得电流表内阻RA≈2.5 Ω。 （4）由于电压表分流（IV），使电流表示数I小于电池的输出电流I真，I真＝I＋IV，而IV＝，U越大，IV越大，所以题图所示U-I图像中的电流应该修正，它们的关系如图所示，实测的图线为AB，经过修正后的图线为A'B，可看出图线AB斜率的绝对值和在纵轴上的截距都小于图线A'B的，即实测的E测和r测都小于真实值E真和r真。 4.（1）见解析图　（2）　－R0　（3）偏小　偏小　（4）C 解析：（1）因电源是两节干电池，选取电压表量程为0～3 V，实物图连接如图所示。 （2）由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋（R0＋r） 整理可得＝＋·， 因为纵轴截距b＝ 所以E＝，因为斜率绝对值为＝， 可得r＝－R0。 （3）由（2）问知b＝，① ＝② 若考虑电压表并非理想电压表，则 E真＝U＋（R0＋r真） 其中＝＋，整理可得＝＋·＋· 由此可知b＝＋，③ ＝④ 对比①与③，可知E真＞E测； 对比②与④，可知r真＞r测。 （4）由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋（R＋r） 整理可得＝＋＋·R，所以该同学应描绘的是-R图像，故选C。 5.（1）见解析图　（2）③滑动变阻器R1接入电路的阻值 （3）50.0　小于　（4）1.00　200 解析：（1）由于要求当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，故滑动变阻器的接法如图所示。 （2）此种测量电阻的方法为半偏法测电阻，使用此方法测量未知电阻的阻值时，要求电路中其他元件的阻值不能发生变化，故应保持滑动变阻器接入电路的阻值不变。 （3）当毫安表指针达到满偏后，再闭合开关S2时，认为电路中的总电流仍为毫安表的满偏电流Ig。当流过毫安表的电流达到满偏电流的一半时，由于电阻箱与毫安表为并联关系，故有IgRg＝IgR，所以R＝Rg。 因此当电阻箱的示数为50.0 Ω时，毫安表的内阻也为50.0 Ω。 但此种方法存在系统误差，当滑动变阻器接入电路的阻值不变时，由于电阻箱的接入，整个电路中的阻值减小，电路中的总电流I＞Ig，因此当毫安表的示数为Ig时，实际流过电阻箱的电流I箱＞Ig 由于IgRg＝I箱R，所以有R＜Rg。 （4）由闭合电路欧姆定律可得 R1＋IRg＝E－r 整理可得＝·＋ 将Rg＝50.0 Ω，R1＝500 Ω 代入并结合题图丙可得 ＝750× Ω·A－1， ＝750 A－1 联立可解得E＝1.00 V，r＝200 Ω。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $