第4章 第2节 科学测量：电源的电动势和内阻 课后达标检测（Word练习）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（鲁科版）

1．(2025·山东省部分学校期中)在“测量一节干电池的电动势和内阻”实验中，电路图如图甲所示，可选用的实验器材有： 电压表V1(量程0～3 V)； 电压表V2(量程0～15 V)； 电流表A1(量程0～0.6 A)； 电流表A2(量程0～3 A)； 滑动变阻器R1(最大阻值为300 Ω)； 滑动变阻器R2(最大阻值为20 Ω)； 干电池、开关S、导线若干。 (1)选择合适的器材：电压表应选__________，电流表应选__________，滑动变阻器应选__________(填写所选器材的符号)。 (2)测得的7组数据已标在如图乙所示的U－I坐标系上，用作图法求得干电池的电动势E＝________V和内阻r＝________Ω。(结果均保留3位有效数字) (3)按照图甲的测量方法，某同学利用图像分析由电表内电阻引起的实验误差。在下列选项中，实线是根据实验数据描点作图得到的U－I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U－I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。下列图像中__________是该实验的分析。 解析：(1)一节干电池的电动势大约为1.5 V，电压表应选择量程为0～3 V的V1。一节干电池的内阻大约为1 Ω，为了精确测量电路中的电流，电流表应选择量程为0～0.6 A的A1，为了便于调节电路，滑动变阻器应选择最大阻值较小的R2。 (2)根据闭合电路欧姆定律得U＝E－Ir，根据U－I图像的纵截距可知干电池的电动势E＝1.50 V，根据U－I图像的斜率绝对值表示干电池的内阻可知r＝ Ω＝1.00 Ω。 (3)题图甲的实验误差来自电压表的分流作用，当电压表示数为零时无电流通过电压表，此时短路电流的测量值等于真实值，电压表的示数越大，实际流过外电路的电流与理论上流过外电路电流的差值越大，故电动势的测量值小于真实值，故对应的U－I图像是A。 答案：(1) V1　A1　R2　(2)1.50　1.00　(3)A 2．某物理兴趣小组采用图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻。已知待测干电池的电动势约为1.5 V，内阻约为0.6 Ω。除待测干电池、开关和导线外，实验室提供的器材还有： A.电压表V(量程为0～3 V，内阻约为5 kΩ) B．电流表A(量程为0～0.6 A，内阻为1 Ω) C．滑动变阻器R1(0～10 Ω，允许最大电流为1 A) D．滑动变阻器R2(0～100 Ω，允许最大电流为0.6 A) 　 (1)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________(选填“R1”或“R2”)。 (2)请根据图甲的电路图补充完整图乙的实物连线。 (3)利用电路图进行实验，改变滑动变阻器的阻值，根据所测数据画出的U－I图线如图丙所示，则该电池的电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω(结果保留2位小数)。 解析：(1)测量一节干电池的电动势和内电阻时，由于电源内阻较小，所以滑动变阻器应选择阻值小、允许最大电流大的R1，故填R1。 (2)电路连接原则：从正极到负极，先干路再支路，先串联再并联，根据题图甲的电路图连接电路如图所示。 (3)如题图丙所示，U－I图线和纵轴的交点为电源电动势，所以电动势E＝1.50 V 图线斜率的绝对值k＝ Ω≈1.67 Ω 根据题图甲的电路可知图线斜率的绝对值为电源内阻加上电流表的内阻，得k＝r＋RA 代入数据解得电源内阻r＝0.67 Ω。 答案：(1)R1　(2)图见解析　(3)1.50　0.67 3．图1所示的是某兴趣小组测量电池组的电动势和内阻的实验原理图。已知电池组的电动势约3 V，内阻约2 Ω。现提供的器材如下： A．电池组 B．电压表V1(量程0～10 V，内阻约10 kΩ) C．电压表V2(量程0～3 V，内阻约3 kΩ) D．电阻箱R(0～999.9 Ω ) E．定值电阻R1＝2.0 Ω F．定值电阻R2＝100 Ω G．开关和导线若干 (1)如图1所示，要尽可能精确测量电源的电动势和内阻，电压表V应选择________(选填“B”或“C”)；定值电阻R0应选择________(选填“E”或“F”)。 (2)改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的－图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为－b、a，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该电池组的电动势为____________，内阻为____________(用字母表示)。 解析：(1)根据电表的选取原则，电表读数要大于其量程的三分之一，而在选择电压表时最好尽可能地选择最大量程与电源电动势接近的电表，根据题意知，电池组的电动势约为3 V，因此在所提供的最大量程分别为10 V与3 V的两电压表中应选择最大量程为3 V的电压表，故选C；该测量电路为串联电路，根据串联分压原理可知，若定值电阻选择过大，则在调节电阻箱的过程中电压表的示数变化不明显，因此为了在调节电阻箱时增强调节的灵敏性，使电压表示数的变化更明显，则应选择阻值小的定值电阻，故选E。 (2)根据电路图，由闭合电路欧姆定律可得 E＝(R＋R0＋r) 整理可得＝·＋ 结合图像可得＝a，＝ 解得E＝，r＝－R0。 答案：(1)C　E　(2)　－R0 4．某同学设计了图甲所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值。实验器材有： 待测电源E(不计内阻) 待测电阻R1，定值电阻R2 电流表A(量程为0～0.6 A，内阻不计) 电阻箱R(0～99.99 Ω) 单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2 导线若干。 (1)先测电阻R1的阻值(R1只有几欧姆)。请将该同学的操作补充完整：闭合S1，将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I；将S2切换到b，调节电阻箱，使________________，读出此时电阻箱的示数r2，则电阻R1的表达式为R1＝________。 (2)该同学已经测得电阻R1＝2.0 Ω，继续测电源电动势E。该同学的做法是：闭合S1，将S2切换到b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了图乙所示的－R图线，则电源电动势E＝________V，电阻R2＝________Ω。 (3)若实际电流表A内阻不可忽略，则R2的测量值________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。 解析：(1)本实验中采用将R1短路的方式求解待测电阻；由于没有电压表进行测量计算，故在实验中应控制电流不变； 当S2接a时应有E＝I(R2＋r1) 当S2接b时应有E＝I(R2＋r2＋R1) 联立以上两式解得R1＝r1－r2。 (2)根据闭合电路欧姆定律应有 E＝I(R2＋R＋R1) 变形为＝R＋ 根据函数斜率和截距的概念应有＝＝0.5，＝4.0 解得E＝2.0 V，R2＝6.0 Ω。 (3)若考虑电流表内阻，接a时应有 E＝I(R2＋r1＋r) 接b时应有E＝I(R2＋r2＋r＋R1) 联立可得R1＝r1－r2 即R1测量值与真实值相比不变；对(2)应有 E＝I(R2＋R＋R1＋r) 变形为＝R＋ 比较两次表达式的斜率和截距可知，电动势不变，R2变小，即R2的测量值比真实值偏大。 答案：(1)电流表示数仍为I　r1－r2　(2)2.0 6．0　(3)大于 5．为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材： ①待测干电池E(电动势约1.5 V，内阻约1.0 Ω) ②电流表G(满偏电流3.0 mA，内阻为10 Ω) ③电流表A(量程0～0.60 A，内阻约为0.1 Ω) ④滑动变阻器R1(0～20 Ω，2 A) ⑤滑动变阻器R2(0～1 000 Ω，1 A) ⑥定值电阻R3＝990 Ω ⑦开关和导线若干 (1)为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是______(选填“R1”或“R2”)。 (2)把电流表G改装成电压表，需要把它与R3________联，改装后的量程是________V。 (3)在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号。 (4)图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，由该图线可求出被测干电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω(结果均保留2位小数)。 解析：(1)因电源的内阻较小，为了多测几组实验数据，方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选择R1。 (2)为了将电流表G改装成电压表，需要把它与R3串联，改装后的最大量程U＝IGRG＋IGR3＝3 V。 (3)上述器材中没有电压表，将电流表G与电阻R3串联，改装成电压表，用电流表A测电路电流，滑动变阻器串联接入电路，实验电路图如图所示。 (4)根据阻值之间的关系，根据闭合电路欧姆定律得 I1(R3＋RG)＝E－I2r 即I1＝－ 根据图像可知1.45×10－3A＝ 解得E＝1.45 V，＝0.9×10－3 解得r＝0.90 Ω。 答案：(1)R1　(2)串　0～3　(3)图见解析 (4)1.45　0.90 学科网（北京）股份有限公司 $