课时测评22 伏安法测电源电动势和内阻-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评22　伏安法测电源电动势和内阻 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．(10分)用图甲所示电路测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0(阻值1 Ω)起保护作用。实验测得的6组数据已在U-I图中标出，如图乙所示，请你根据数据点位置作出U-I图线，并由图线求出该电池的电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω。 答案：图见解析　1.50　0.875 解析：根据描出的点作出对应U-I图线如图所示。 根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－I(r＋R0)，结合图线可得E＝1.50 V，r＋R0＝ Ω，解得r＝0.875 Ω。 2．(10分)(2025·广东深圳高二上期末)某研究性学习小组在学习了原电池原理后，将铜片和锌片插入新鲜的橙子中制成一个水果电池，并利用下列所给器材测量橙子电池的电动势E和内阻r。 A．待测水果电池(电动势E约为2 V，内阻约为几百欧) B．滑动变阻器(最大阻值为100 Ω，额定电流为1 A) C．滑动变阻器(最大阻值为1 000 Ω，额定电流为0.1 A) D．电流表A(量程为3 mA，内阻为20 Ω) E．电压表V(量程为3 V，内阻约为3 kΩ) F．开关S，导线若干 (1)研究小组设计了甲、乙两种电路，应选择______(填“甲”或“乙”)电路。滑动变阻器应选择______(填对应器材前的字母序号)。 (2)根据选择的电路，移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数U与电流表示数I的多组数据，作出U-I图像如图丙所示，根据图像和题中所给信息，得到该水果电池的电动势______ V，内阻______ Ω。 (3)如果不考虑偶然误差，根据选择的电路，电动势的测量值______(选填“大于”、“小于”或“等于”)真实值。 答案：(1)甲　C　(2)2.0　480　(3)等于 解析：(1)电流表A的内阻已知，对于电源电流表应采用内接法可以避免系统误差，因此电路选择甲；为了使调节过程中电流变化明显，滑动变阻器最大阻值应当比待测电源内阻大，所以滑动变阻器选择C。 (2)由闭合电路欧姆定律可得E＝U＋I(r＋RA)，可得U＝－I(r＋RA)＋E；根据题图丙可知，纵轴截距为E＝2.0 V，斜率绝对值为r＋RA＝ Ω＝500 Ω，则内阻为r＝500 Ω－20 Ω＝480 Ω。 (3)由题图甲可知，测得的电动势无系统误差，测量值等于真实值。 3．(10分)在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路： 电压表V1(量程3 V，内阻约6 kΩ) 电压表V2(量程1 V，内阻约6 kΩ) 电流表A1(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω) 电流表A2(量程2 mA，内阻约1 Ω) 滑动变阻器R1(最大阻值3 kΩ) 滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω) 定值电阻R3(阻值1 Ω) 开关，导线若干 (1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0 V)和内阻(约500 Ω)。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。 (2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。 (3)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点如图。请画出U-I图像，并求出电动势E为________ V，内阻r为________ Ω。(结果保留2位小数) 答案：(1)A　(2)C　(3)图见解析　1.49　0.11 解析：(1)因为电池的内阻较大，电流表分压不显著，所以电流表应相对于电源内接，定值电阻为1 Ω，对电路起不到保护作用，故没必要使用，应采用A电路。 (2)新干电池内阻较小，电流表分压作用明显，所以电流表应相对于电源外接，又因为干电池电动势为1.5 V，为了保护电路，应使用定值R3，故电路应选用C。 (3)将描点进行连线，如图所示。根据U＝E－I(R3＋r)，可得电池的电动势为E＝1.49 V，内阻r＝－R3＝ Ω－1 Ω≈0.11 Ω。 4．(10分)(2025·广东广州高二上期末)某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表A(0～0.6 A)、电压表V(0～3 V)、滑动变阻器R1(最大阻值30 Ω)、滑动变阻器R2(最大阻值250 Ω)、定值电阻R0为1.0 Ω、开关、导线若干。 (1)请根据图(a)中的电路图完成图(b)的实物连线。 (2)为方便调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用______(选填“R1”或“R2”)。 (3)为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图(c)方框中画出改动后的实验电路图。 (4)该同学利用(3)中改动后的正确电路进行实验，根据测出数据画出的U-I图线如图(d)所示，则此干电池的电动势E＝______ V，内阻r＝______ Ω。(结果均保留到小数点后2位) 答案：(1)图见解析　(2)R1　(3)图见解析 (4)1.50　0.67 解析：(1)由电路图可得实物图连线如图所示。 (2)因为干电池电动势大约为1.5 V，所以让电流表安全的前提下，应该让电路中电阻不小于R＝＝ Ω＝2.5 Ω，所以为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用R1。 (3)由闭合电路欧姆定律知E＝U＋Ir，即U＝－rI＋E，所以U-I图像斜率的绝对值为电源内阻，即＝＝r，为使电压表的示数变化更明显，应该增大电源的等效内阻，所以改动后的电路图如图所示，此时电源的等效内阻为r′＝r＋R0。 (4)由(3)分析知，U-I图像的纵轴截距在数值上等于电源电动势，斜率的绝对值为内阻与定值电阻之和，由题图(d)知电动势为E＝1.50 V，斜率的绝对值为＝R0＋r＝ Ω≈1.67 Ω，解得内阻为r＝0.67 Ω。 5．(10分)(2025·广东汕头高二上期末)某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。 实验器材： A．电池组(两节干电池) B．定值电阻R0＝2 Ω C．毫安表(量程为50 mA，内阻Rg＝4.5 Ω) D．电压表(量程为3 V，内阻很大) E．滑动变阻器R F.电阻箱 G．开关 H．导线若干 (1)将电阻箱的阻值调至0.5 Ω，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为__________ mA。 (2)实验步骤如下： ①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到最__________(选填“左”或“右”)端； ②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据描绘在如图乙所示的坐标纸上，作出U-I图线。 (3)结合实验数据可以计算出两节干电池的总电动势E＝__________ V，总内阻r＝____________ Ω。(结果均保留2位有效数字) (4)忽略电压表内阻__________(选填“会”或“不会”)对实验结果产生影响。 答案：(1)500　(2)①左　(3)3.0　2.0　(4)不会 解析：(1)改装后电流表的量程为Im＝Ig＋，代入数据可得Im＝500 mA。 (2)①为了保护电路，应使电路中电流最小，所以滑动变阻器接入电路的电阻最大，即滑片应滑到最左端。 (3)根据毫安表的改装原理，当毫安表的示数为I时，电路中的电流为10I，设两节干电池的总电动势为E，总内阻为r，根据闭合电路欧姆定律可得E＝U＋IRg＋10I(R0＋r)，代入数据整理可得U＝E－(10r＋24.5)I，可知U-I图像的纵轴截距等于两节干电池的总电动势，则有E＝3.0 V，可知U-I图像斜率的绝对值为10r＋24.5 Ω＝ Ω，解得两节干电池的总内阻为r≈2.0 Ω。 (4)由电路图分析可知，通过电流表的示数可算出干路中的电流。通过电压表可测出通过滑动变阻器的电压，再通过闭合电路欧姆定律计算，则可以准确得到电路中各部分的电压，所以忽略电压表内阻不会对实验结果产生影响。 学科网（北京）股份有限公司 $