利用伏安法测量电源的电动势和内阻 专项训练 -2026届高考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】
2026-05-23
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摘要:
**基本信息**
聚焦伏安法测电源参数,通过15道分层实验题构建“原理推导-误差分析-数据处理”完整方法体系,强化科学思维与探究能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础伏安法|3题|内外接法对比、U-I图像斜率截距应用|从闭合电路欧姆定律推导测量原理,分析电表内阻引起的系统误差|
|补偿电路法|2题|电流补偿消除分流误差|通过辅助电源平衡电势,实现路端电压与电流的精准测量|
|图像数据处理|4题|1/U-1/R、U-I线性化处理|将非线性关系转化为线性图像,提取电动势与内阻关键参数|
|仪器选择与误差|6题|滑动变阻器/电表量程选择、误差修正公式|结合电源特性(内阻大小)选择器材,通过等效电源法修正测量值|
内容正文:
28 利用伏安法测量电源的电动势和内阻-2026年高考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】
一、实验题
1.利用图1中的电路可以用两种方法测量待测电源的电动势和内阻。电路图中上半部分电源是待测电源,下半部分电源是学生电源。已知保护电阻的阻值为R1,电流表A1阻值为RA1,电流表A2阻值为RA2。
(1)方法一:连接好电路,闭合S1,断开S2,把电阻箱调到合适阻值R3后不变,然后改变滑动变阻器滑片位置,得到多组A1、A2的数据I1、I2,计算出a、b间电压U1=____________(选用I1、I2、RA2、R3表示),该同学将I1作为流过电源的电流,作出U1与I1的图像,如图2中实线1。实验测得电动势比真实值____________ (选填“偏大”、“偏小”或“相等”);
(2)方法二:连接好电路,闭合S1,闭合S2,反复调节电阻箱的阻值R3和滑动变阻器滑片位置,使A2示数为零,记录下此时R3阻值和A1、A3读数I1、I3。改变R3,重复上述操作,得到多组数据。计算出a、b间电压U2=____________ (选用I1、I3、RA2、RA3、R3表示),作出U2与I1的图像,应该如图2中虚线____________ (选填“2”、“3”、“4”)所示。
(3)若根据方法二测得图线斜率的绝对值为k,则待测电源内阻可以表示为r=____________(选用k、RA1、R1表示)
2.某学习小组要测量某电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路。
(1)用甲图测电池的电动势和内阻,在电压表和电流表内阻都未知的情况下,其系统误差来源于___________。
(2)为了提高实验精度,该小组设计了如图乙所示的电路,其中被测电池为___________(选填“A”或“B”)。
(3)实验操作如下:
①将滑动变阻器R和R2的滑片移到最左端,闭合开关S1和S2;
②调节滑动变阻器R2,使灵敏电流计G的指针指在___________(选填“零刻度线”或“满偏刻度”),记录此时电压表的示数为、电流表的示数为;
③接着,改变滑动变阻器R的滑片位置,再重复步骤②,记录另一组数据、。则电池的电动势 ___________V,内阻___________Ω(结果均保留两位小数);
(4)在(3)的操作中,电源电动势的测量值___________真实值(选填“大于”“等于”“小于”)。
3.某学习小组用多用电表测定值电阻的阻值并进一步测量电源的电动势和内阻。实验器材有:待测定值电阻R0,待测电源,电阻箱R,多用电表一只,开关一个,导线若干。
(1)用多用电表“×10”的倍率挡进行____________后测出了定值电阻R0的阻值,如图甲所示,则该定值电阻的阻值R0=____________Ω。
(2)然后用如图乙所示的电路测量电源的电动势和内阻,经正确操作后得到几组数据,并根据数据做出电压表示数U的倒数随电阻箱R的阻值的倒数变化的规律如图丙所示,则该电源的电动势E=____________V,内阻r=____________Ω。(结果均保留两位有效数字)
(3)若电压表的内阻为1000Ω,则该电源的电动势____________V,内阻____________Ω。(结果小数点后均保留1位数字)
4.某同学为测量硅光电池的电动势和内阻,进行了如下实验探究。将内阻较小的待测硅光电池(保持光照强度一定,电动势可视为不变)、电流表、电压表、滑动变阻器、开关及若干导线连接成电路如图1所示。
(1)闭合开关前,该同学发现图1中有一处连线错误,应去掉图中序号为______的导线。(选填“①”、“②”、“③”或者“④”)
(2)正确连线后,由实验中记录的数据,得到该电池的曲线,如图2所示。某次调节滑动变阻器时,电流表的示数为250mA,电压表示数如图3所示,读出电压表的示数为______V。根据U-I曲线,计算此时硅光电池的内阻为______Ω(计算结果保留两位有效数字)。
(3)若硅光电池的曲线在范围内可视为直线,该直线斜率为。现将该电池分别与阻值为、的定值电阻连接构成闭合回路,且,实验测得两组数据、,其中,,则两种情况下硅光电池的输出功率______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。
5.小明想用实验室的器材设计一个测力计,可供选择的器材如下:
A.两节完全相同的干电池(电动势E、内阻r均未知);
B.电流表A1(量程为0~3mA,内阻为);
C.电流表A2(量程为0~0.6A,内阻为);
D.电压表V1(量程为0~3V,内阻未知);
E.电压表V2(量程为0~15V,内阻未知);
F.滑动变阻器R1(0~10Ω,允许通过的最大电流为2A);
G.滑动变阻器R2(0~100Ω,允许通过的最大电流为1A);
H.电阻箱R(0~999.9Ω);
I.压敏电阻Rx,其阻值Rx随所加压力大小F变化的Rx-F图像如图丙所示;
J.开关S及导线若干。
(1)测量一节干电池的电动势和内阻,为使测量结果尽可能准确,本实验采用如图甲所示的电路,滑动变阻器应选___________(填“F”或“G”)。
(2)根据实验中电压表和电流表的示数得到了如图乙所示的U-I图像,则该干电池的电动势为E=___________V,内阻为r=___________Ω。
(3)将压敏电阻Rx设计成量程为0~100N的测力计,需将压敏电阻Rx与上述两节干电池、电流表A1、电阻箱R串联成如图丁所示的电路。闭合开关S,为使压敏电阻Rx所受压力大小为100N时电流表A1指针满偏,电阻箱接入电路的阻值为R=___________Ω,通过电流表A1的电流I随压力大小F变化的函数关系式为I=___________A(电阻箱接入电路的阻值R保持不变)。
6.干电池用久后通常电动势会减小,内阻增大。某同学利用电流传感器(可以看成理想电流表)、定值电阻R0、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻,实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻,实验时多次改变R的阻值,用电流传感器测得对应的电流值I,在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a,重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻,得到图乙中的图线b。
(1)若定值电阻R0=1Ω,令,,由图乙中实验图线a的拟合方程可得,电池a的电动势Ea=_________V,内阻ra=__________Ω(结果均保留2位有效数字)。
(2)根据图乙可以判断,图线___________(选填“a”或“b”)对应的是新电池。
(3)根据实验测得的电池a的R、I数据,若令,,则由计算机拟合得出的y—x图线如图丙所示,则图线最高点A的坐标值应为x=__________Ω,y=___________W(结果均保留2位有效数字)。
7.在测定一节干电池的电动势和内阻(电动势约,内阻小于)的实验中,备有下列器材:电流表(,内阻),电流表(,内阻),滑动变阻器(,允许通过的最大电流为),滑动变阻器(,允许通过的最大电流为),定值电阻(阻值为),定值电阻(阻值为),开关和导线若干。
(1)某同学发现上述器材中虽然没有电压表,但给出了两个电流表,于是他设计了如图甲所示的实验电路,图中x表为电流表______,y表为电流表______,定值电阻应选______,滑动变阻器应选______。(均填写器材的字母代号)
(2)图乙为该同学根据实验电路,利用测出的数据绘出的与()的关系图线,为电流表的示数,为电流表的示数,则由图线可求被测干电池的电动势______V,内阻______Ω。(结果保留两位有效数字)
(3)在电路连接良好的情况下,该实验方案______(选填“有”或“没有”)系统误差。
8.如图甲所示,小辉同学利用铜片、锌片和柠檬制作了水果电池,该电池可以使二极管发光。为了测量该电池的电动势E和内阻r(水果电池的内阻较大),他找来了如下器材:
电流表:量程0~1mA,内阻约为0.1Ω;
电压表:量程0~3V,内阻约为5000Ω;
滑动变阻器:0~5000Ω,0.5A;
开关、导线若干。
(1)在现有器材的条件下,要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻,实验电路图应选择乙图中的__(填“A”或“B”)。
(2)根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图像,测得自制水果电池的电动势E=____V。
(3)本实验中,由于电流表和电压表内阻的影响,测量结果存在误差,该误差属于____误差(填“系统”或“偶然”)。
(4)为消除因电表内阻带来的误差,小辉同学反复研究设计出如图丁所示的电路,图中E′是辅助电源,AB两点间有一灵敏电流表G。实验步骤为:
①闭合开关S1、S2,调节R和R′使得灵敏电流表G的示数为零,读出电流表A的示数I1=0.50mA和电压表V的示数U1=1.50V。
②改变滑动变阻器R和R′的阻值,重新使得灵敏电流表G的示数为零,读出电流表A的示数I2=0.80mA和电压表V的示数U2=0.60V。
③由上述步骤可以测得自制水果电池的内阻r=___Ω。
(5)在第(4)问的第②步中,实际上有极少的从A到B的电流通过灵敏电流计G,而小钟同学观察不仔细,误以为灵敏电流表G的示数为零。因此,小钟同学测得的自制水果电池的内阻____真实值。(选填“大于”“小于”或“等于”)
9.
实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5V,内阻小于1Ω);
电压表V(量程1V,内阻为2kΩ);
电流表A(量程0.6A,内阻约1Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为20Ω);
定值电阻(阻值2Ω);
定值电阻(阻值10Ω);
定值电阻(阻值1kΩ);
开关一个,导线若干。
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在坐标纸上描点并画出图像,发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是________
A.电压表分流 B.干电池内阻较小
C.滑动变阻器最大阻值较小 D.电流表量程太小
(2)针对电压表示数变化范围比较小的问题,该小组对实验方案做了改进,他们采取了图乙所示的实验电路,在“1”、“2”位置所选的定值电阻分别应为________、________(填“”、“”或者“”);
(3)用笔画线代替导线,请在答题卡上按照改进后的方案,将实物图连接成完整电路________。
10.某兴趣小组准备测量一节干电池的电动势和内阻,实验室提供了以下器材:
待测干电池;
滑动变阻器(阻值范围0-20Ω);
开关S、导线若干;
电压表(量程0-3V,内阻很大);
电流表(量程0-0.6A,内阻)。
(1)该小组利用给定的器材设计了甲、乙两种电路,为减小实验误差,应使用图______(选填“甲”或“乙”)进行测量;
(2)闭合开关S后,改变滑动变阻器的阻值,得到多组电压表的示数U和对应的电流表示数I,作出的图像如图丁所示,若测得该图像的横截距为a,纵截距为b,则该电源的电动势______。内阻______(用a、b、表示);
(3)实验中测量得到的电动势与真实值相比,___(选填“<;”或“=”或“>;”)。
11.图是“测量电源的电动势和内阻”的实验电路。
有如下器材
电源(约为3V,内阻未知)
电压表V(0~3V,RV约为3kΩ)
电流表A(0~6A,RA约为1Ω)
定值电阻
滑动变阻器()
滑动变阻器()
开关S
导线若干
(1)为了提高测量精度,电路图中滑动变阻器应选_____。
(2)闭合开关S,多次调节滑动变阻器,记录U、I,如下表
1.00
1.30
1.70
2.00
2.50
0.38
0.32
0.24
0.18
0.08
根据表中数据作出U-I图像_____。
(3)由U-I图像可求出电动势E1=_____V,内阻r=_____Ω(均保留三位有效数字)。
(4)考虑电压表分流引起的误差,则_____;(填“大于”、 “等于”或“小于”);与真实值之间的关系式为_____(用,,,表示)。
12.小理用铜片和锌片相隔一定距离平行插入生的土豆内,制成一个简易土豆电池。为了研究该电池的电动势和内阻,他设计了图(a)所示的电路,电路由土豆电池、电阻箱、电键、电压传感器、微电流传感器、导线组成。
(1)图(a)中B是_______传感器;
(2)实验测得的路端电压与相应电流的拟合图线如图(b)所示,由此得到土豆电池的电动势__V,内阻____;
(3)小理保持其他实验条件不变,仅将铜片和锌片插入得更深一些,重复上述实验,则实验得到的图线可能为图(c)中的_____(选填“①”、“②”或“③”);
(4)该土豆电池_____(选填“能”或“不能”)使一个“0.4V 28mW”的小电器正常工作。
(5)小理为进一步研究电池内电阻对电路的影响,用一只如图所示的电动势恒定、内电阻可调的伏打电池进行实验,实验中调节滑动变阻器使得两个伏特表示数相等,然后将挡板缓慢向上提,则该过程中,滑动变阻器的电功率____,电池内部消耗的电功率______(均选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”)。
13.物理课外兴趣小组为了测定用马铃薯制作的电池的电动势和马铃薯的电阻率,设计并进行以下的实验。实验原理如图甲所示,实验操作过程如下:
(1)将电极材料制成长宽的矩形金属电极,把马铃薯切成厚度为且接触面积与正负电极面积相等的矩形块。用图乙中游标卡尺的___________(填“”“”或“”)测量马铃薯的厚度如图丙所示,则马铃薯的厚度___________cm。
(2)将制成的马铃薯块置于铜片与锌片两电极之间,确保马铃薯与电极的良好接触。
(3)改变电阻箱的电阻,记录多组电压传感器的示数及对应的电流传感器的示数。
(4)完成图像___________,并由图线可知马铃薯电池的电动势___________V,内阻___________。(结果均保留两位有效数字)
(5)马铃薯的电阻率的表达式为___________(用题中字母表示)。
(6)利用5块这样的马铃薯块串联在一起给一个小电珠()供电,小电珠___________(填“能”“不能”)正常发光,理由:___________。
14.小宁同学将新、旧电池混搭使用,发现混搭后电池组的电能似乎消耗得很快,不宜混用。为了弄清新、旧电池不宜混用的原因,小宁利用新、旧电池进行如下实验。实验器材与实验步骤如下:
A.新、旧电池各一个
B.电压表(量程,内阻约为)
C.电流表(量程,内阻约为)
D.电流表(量程,内阻约为)
E.滑动变阻器(阻值范围,额定电流2A)
F.开关与导线若干
(1)小宁设计了图甲所示的电路,在测量新电池时选择量程的电流表进行实验,图乙为某次测量的电流表示数,读数为______A;改变滑动变阻器的阻值测量出多组电流与电压的值,并在丙图中描绘了新电池的图像。
(2)仅将电路中的新电池换成旧电池,重新实验,发现无论怎么改变滑动变阻器的阻值,电流表的指针偏角都很小,无法准确读数,小宁推测可能是电流表量程太大,于是换上量程的电流表,重复(1)操作,顺利完成实验,也在丙图中描绘了旧电池的图像,则旧电池的图线是图丙中的______(选填“A”或“B”),其电动势为______V,内阻为______。(结果均保留三位有效数字)。
(3)若将上述新、旧电池串联后,直接给伏安特性曲线如图丙中C所示小灯泡(额定电压2.8V)供电,试推断该电池组工作效率约为______(结果保留两位有效数字);由此可推测新旧电池不宜混用的主要原因是____________。
15.充电宝是跟蓄电池、干电池一样的可移动直流电源。某款充电宝的电动势E约为5V,内阻r约为0.25Ω。现有实验器材:量程为3V的电压表,量程为0.6A的电流表,定值电阻R=10Ω,滑动变阻器R′,开关S,导线若干。
(1)①甲同学采用图甲进行实验,图甲已完成部分电路连线,最后一步连线时,他将接线端a连接到B,然后进行实验,记录多个电压表和电流表的示数,作出U-I图线,如图乙所示。则该充电宝的电动势E=___________V(保留2位有效数字),内电阻r=___________Ω(保留2位有效数字)。
②实验完成后,甲同学又将接线端a改接C进行实验,并在同一图中作出两次实验的U-I图线,图丙用于理论分析。在电压表、电流表都为理想电表的情形下,两次U-I图线应为同一图线,请在图丙中画出该图线__________。
(2)乙同学认为,如果按照甲同学的实验设计操作,由于电压表内阻有限,电路测量是有一定误差的,于是她设计了图丁所示的电路来测量充电宝的电动势E和内阻r。均匀电阻丝XY长1.0m,电阻8.0Ω,标准电池A电动势为8.0V、内电阻0.50Ω。
①开关S断开,当滑动片J移动至XJ=0.80m位置时电流表G示数为零,则充电宝B的电动势E=___________V(保留3位有效数字);
②开关S闭合,滑片J移至XJ=0.76m处时电流表G示数为零,则充电宝B的内电阻r=___________Ω(保留2位有效数字)。
试卷第1页,共3页
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《28 利用伏安法测量电源的电动势和内阻-2026年高考物理二轮电磁学实验专题【难点突破】》参考答案
1.(1) 偏小
(2) 4
(3)
【详解】(1)[1] [2]方法一中,A2与可以看成一个电压表,将待测电源与看成一个等效电源;即电流表相对等效电源采用外接法,则a、b间电压等于所测等效电源路端电压,为
将作为流过电源的电流,根据闭合电路欧姆定律可得
可知图2中实线1的纵轴截距等于电动势测量值;
实际上由于电流表A2分流,流过电源的电流为,根据闭合电路欧姆定律可得
可知当为0时,电动势真实值大于图2中实线1的纵轴截距;故实验测得电动势比真实值偏小。
(2)[1][2]方法二中,当A2示数为零时,表示其上下电势相等,则此时两端的电压即为上部分等效电源的路端电压,则a、b间电压为
由于A2示数为零,则流过上部分电源的电流为,消除了A2分流带来的系统误差,故方法二测得的电动势和内阻都等于真实值,作出U2与I1的图像,应该如图2中虚线4所示。
(3)若根据方法二测得图线斜率的绝对值为k,根据闭合电路欧姆定律可得
可知图线斜率的绝对值为
解得
2.(1)电流表的分压作用
(2)A
(3) 零刻度线 2.95 1.00
(4)等于
【详解】(1)甲图测电池的电动势和内阻,采用的是伏安法内接,因为电流表的分压作用,导致电压表测量的并不是电源两端的电压,从而产生误差。
(2)图乙是利用让灵敏电流计G指零,此时电压表测量的是电池A的真实路端电压,电流表测量的是电池A回路的电流,因此被测电池为A,电池B是补偿支路的电源,用于抵消电流表的分压影响。
(3)[1]通过滑动变阻器调节,使灵敏电流计G指在零刻度线,此时灵敏电流计G两端的电势差为0,左右两个支路相互独立,电流表等效测量A电源回路中的电流,而此时电压表可精准测量被测电池A的路端电压。
[2][3]由闭合电路的欧姆定律得,
代入数据联立解得,
(4)根据上述分析可知,该实验设计消除了电流表内阻对实验的影响,所以电源电动势的测量值等于真实值。
3.(1) 欧姆调零 40
(2) 10 9.1
(3) 10.5 11.6
【详解】(1)[1]用多用电表测定值电阻的阻值,先对多用电表机械调零,再将选择开关调到电阻×10Ω挡,红黑表笔短接,进行欧姆调零。
[2]由图可知,定值电阻的阻值R0=4×10Ω=40Ω
(2)[1]根据闭合电路欧姆定律
整理得
由图丙可知 ,
[2]图像斜率,
(3)[1][2]由实验原理,电动势测量值,内阻测量值
代入数据可得电源的电动势,内阻
4.(1)③
(2) 1.49#1.50#1.51 5.6
(3)大于
【详解】(1)测量电源电动势和内阻实验需要电流表串联在电路中,电压表并联在电路中,如图所示连接电路导线③可使得电压表短路,所以应该去掉图中序号为③的导线
(2)[1]观察图中电压表,其量程为3V,分度值为0.1V,指针指在1刻度后的第5格上,所以电压表的示数为1.50V
[2]根据闭合电路欧姆定律
U-I曲线的斜率的绝对值表示内阻
由[1]可知当电流表的示数为250mA,根据电压为1.50V
当电流I=0时,
根据
(3)当范围内可视为直线,该直线斜率为,由
在时硅光电池的内阻可视为
对于硅光电池与定值电阻构成的闭合回路,其输出功率
根据闭合电路欧姆定律
则输出功率
当时
对于,输出功率
对于,出功率
所以当且时,
时,硅光电池的U-I曲线不再是斜率为的直线,其内阻不再是
从U-I曲线的性质来看,随着电流的增大,电池的内阻会增大(实际电池的内阻会随工作状态变化)
输出功率,对于接(电流)的情况,由于内阻增大,根据
在E不变,I增大且r增大的情况下,路端电压会比按照内阻计算的值更小
对于,输出功率(,内阻为)
对于,输出功率(,内阻大于)
电源内阻按计算时
实际内阻增大导致减小,所以
5.(1)F
(2) 1.5 0.8
(3) 938.4
【详解】(1)一节干电池的电动势约1.5V左右,内阻约1Ω左右,为使测量结果尽可能准确,电流表应选量程为0~0.6A的C,电压表应选量程为0~3V的D,为了方便调节电路,滑动变阻器应选阻值范围为0~10Ω的F。
(2)[1]该干电池的电动势为
[2]内阻为
(3)[1]当压敏电阻Rx所受压力大小为100N时,其阻值,此时电流表A1指针满偏,由闭合电路欧姆定律可知
其中
解得
[2]令
则
又因为
可得
由压敏电阻阻值Rx随所加压力大小F变化的Rx-F图像可知
代入解得
6.(1) 1.4 2.0
(2)b
(3) 2.0 0.25
【详解】(1)[1][2]由闭合电路欧姆定律有
整理有
结合题中图线a的解析式,有
解得
(2)由之前的分析可知,图像的斜率为电池的电动势的倒数,由题图可知,其图像a的斜率大,所以图线a的电动势小。根据题意,旧电池的电动势减小,所以图线a为旧电池,图线b为新电池;
(3)[1][2]分析题图中电路可知,外电路的用电器为电阻R和R0,结合题意可知,题图的y轴为电池的输出功率,题图的x轴为外电路的电阻。对电池有
结合题图有
由之前的分析可知,有,,题图中A点为y最大值,由上述公式可知,当,即外电路电阻等于电池内阻时,取得最大值,所以
7. 没有
【详解】(1)[1]由电路图可知电表x是用来测量流过滑动变阻器的电流,故应该为电流表。
[2][3][4]因为没有电压表,可以用电流表与定值电阻串联改装成电压表,由电路图可知y应该是,电流表的量程为3mA。要测1.5V电压,电表内阻至少为
电流表内阻为,有电路图可知其电阻应该为
故电阻应该选择,滑动变阻器应该选用。
(2)[5][6]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
将其与图像和数学解析式结合,可知其斜率为
其截距为
解得
(3)[7]由上述的实验数据分析可知,分析时已经将两表的内阻考虑进去了,故没有系统误差。
8.(1)A
(2)3.00
(3)系统误差
(4)3000
(5)大于
【详解】(1)水果电池内阻较大,为减小电压表分流的影响,应选择A。
(2)由图丙可知,电动势E=3.00 V
(3)该误差是仪器本身带来的,不可以通过多次测量取平均值的办法来减少误差,故该误差属于系统误差。
(4)根据实验原理可知,当电流计的示数为零时,说明A、B两点的电势φA=φB
则可知电流表所测电流即为干路电流,电压表所测电压即为路端电压,根据闭合电路的欧姆定律有U1=E-I1r,U2=E-I2r
联立解得,
代入数据解得E=3.00 V,r=3000 Ω
(5)第②步中,灵敏电流表G有从A到B的电流,所以通过待测电源的电流比测得的电流大;灵敏电流计G也会分压,所以真实的路端电压比测得的路端电压大。所以真实的I2>0.80 mA
真实的U2>0.60 V
根据
可知小钟同学测得的自制水果电池的内阻大于真实值。
9.(1)B
(2)
(3)
【详解】(1)电压表示数变化较小,则原因是外电阻比内阻大得多,即电源内阻偏小,故选B。
(2)[1]由于电压表量程1V,内阻为2kΩ,因此应串联一个大电阻分压构成新的电压表,故1位置应选定值电阻(阻值1kΩ)。
[2]由于干电池内阻小于1Ω,2位置的电阻应选与其相当的电阻,故应选定值电阻(阻值2Ω)。
(3)按照改进后的方案,将实物图连接成完整电路如图
10.(1)甲
(2) b
(3)=
【详解】(1)甲电路中,将电流表和电源看作一个等效电源,电流表测量的是干路电流,电压表测量的是路端电压,测得等效电源内阻为
由于题中电流表内阻已知,可避免电流表内阻对测量结果的影响,即
可得准确阻值;乙电路中,将电压表和电源看作一个等效电源,由于电压表内阻不明确,不能消除电压表的误差,不能得出准确阻值;故应使用图甲进行测量。
(2)[1][2]由闭合电路欧姆定律得
整理得
结合图丁可知,
则电源内阻为
(3)当电流I=0时,电压表读数U=E,因此E测=E。
11.(1)
(2)
(3)
(4) 小于
【详解】(1) 为了提高测量精度以及方便调节电路,滑动变阻器选择最大阻值较小的;
(2) 图像如下:
(3) [1][2]根据闭合电路欧姆定律有
结合图线可得
解得
(4)[1]将电压表和电源等效为新的电源,故此时根据图像得到的电动势和内阻为等效电源的电动势和内阻;
等效电源的电动势为
故
[2]将等效进电源的内阻中,可得等效新电源的内阻为
【点睛】
12.(1)电压
(2) 0.50 1333
(3)③
(4)不能
(5) 增大 减小
【详解】(1)A与电阻箱串联,是电流传感器,B与电阻箱是并联关系,是电压传感器。
(2)[1][2]根据可知,图像与纵轴的交点表示电源的电动势,图像斜率的绝对值表示电源的内阻,即;
(3)根据电阻定律可知,将铜片和锌片插入得更深一些,使正对面积增大,内阻减小,电源的图像中斜率的绝对值表示电源的内阻,所以斜率的绝对值减小,故选图线③。
(4)“0.4V 28mW”的小电器正常工作时的电流为
电阻为将该用电器接入电路后的最大电流为
所以该用电器不能正常工作。
(5)[1][2]两个伏特表示数相等,即电源的内外电压相等,此时内外电阻相等,滑动变阻器的功率为
将挡板缓慢上提,则内电阻的横截面积增大,内电阻减小,滑动变阻器的功率增大。
电池内阻消耗的功率为可知,开始时内外电阻相等,内电阻消耗的功率最大,当挡板缓慢上提,内电阻横截面积增大,内电阻减小,内电阻消耗的功率减小。
13. 2.01 0.72() 不能 小电珠相对马铃薯的电阻太小,分到的电压几乎为零
【详解】(1)[1]为内测量爪(测量内径),为外测量爪(测量外径或长度),为深度尺(测量深度),则测量马铃薯厚度应使用外测量爪,即选。
[2]游标卡尺的主尺读数为,游标尺读数为
则。
(4)[3]
[4][5]根据闭合电路欧姆定律可得
图线纵截距为电动势,则
斜率的绝对值为内阻,则
(5)[6]马铃薯的电阻
其中,,
因此
(6)[7][8]小电珠正常发光时的电阻为
块马铃薯块串联后的电动势
内阻
回路总电阻
由闭合电路欧姆定律可得
由于实际电流()远小于额定电流(),小电珠不能正常发光。
14.(1)0.16
(2) A
(3) () 混用后电池组工作效率低或混用后电池组内阻消耗的功率很大或旧电池内阻很大
【详解】(1)电流表最小刻度为0.02A,则此时的读数为0.16A;
(2)[1]根据U=E-Ir,旧电池的电动势偏小,内阻较大,即图像的斜率较大,可知图线是图丙中的A;
[2]由图像可知电动势为E1=1.40V
[3]内阻为
(3)[1]由图可知新电池的电动势E2=1.50V
内阻
新旧电池串联后的等效电动势和内阻分别为,
与灯泡串联时
即
将此函数关系画在灯泡的U-I图中,则
可知交点坐标I=0.16A,U=0.5V
则电源工作效率
[2]此可推测新旧电池不宜混用的主要原因是混用后电池组工作效率低或混用后电池组内阻消耗的功率很大或旧电池内阻很大。
15.(1) 5.0 0.36
(2) 5.12 0.25
【详解】(1)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
将(0.4A,0.85V)和(0.26A,2.3V)代入有,
联立解得,
[3]接线端a连接到B时,根据等效电源法可知
短路电流为
即电动势测量值偏小,短路电流准确;
当接线端a连接到C时,根据等效电源法可知
短路电流为
即电动势测量准确,短路电流偏小,所以若电压表、电流表都为理想电表,此时U-I图线如图所示
(2)[1]开关S断开时,当滑动片J移动至XJ=0.80m位置时,XJ部分电阻为
由于电流表G示数为零,则
[2]开关S闭合,滑片J移至XJ=0.76m处时,XJ部分电阻为
由于电流表G示数为零,则
解得充电宝B的内电阻为
答案第1页,共2页
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