第10章 课时测评48 测量电源的电动势和内阻(word练习)-【金版新学案】2027年高考物理高三总复习大一轮复习讲义

**基本信息** 聚焦电源电动势和内阻测量实验，通过5道典型题构建"原理-方案-误差-数据"四维解题体系，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |伏安法|2题（题1、2）|图像斜率截距法、内外接法误差分析|闭合电路欧姆定律→U-I图像变形→系统误差修正| |特殊方法|3题（题3-5）|电阻丝替代法、电表改装法、安阻法|实验原理拓展→器材创新应用→数据处理优化|

课时测评48　测量电源的电动势和内阻 (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)(2026·安徽芜湖模拟)磷酸铁锂电池广泛应用于我国的电动汽车。某实验小组利用下列部分器材测量磷酸铁锂电池的电动势和内阻。 A.磷酸铁锂电池(电动势约为3.2 V，内阻为20～50 mΩ) B.电压表V(量程0～3 V，内阻约为3 kΩ) C.高精度数字电流表A(量程足够大，内阻忽略不计) D.定值电阻R1＝1 Ω E.定值电阻R2＝10 Ω F.滑动变阻器(最大阻值为10 Ω，额定电流为1 A) G.开关、导线若干 请回答以下问题： (1)定值电阻选用　　　　(选填“R1”或“R2”)。 (2)在给出的方框中画出实验的电路图。 　　　　　　　　　　　　　 (3)根据实验中测得的数据作出的U -I图像如图所示，电源的电动势为　　　　V，内阻为　　　　mΩ。(计算结果均保留3位有效数字) 答案：(1)R1　 (2)见解析图　 (3)3.20　43.5(34.5～52.6均可) 解析：(1)本实验测量电源电动势和内阻，由题意可知电源的内阻为20～50 mΩ，若选用差距过大的定值电阻会使内阻测量误差变大，所以应选用R1。 (2)因为电流表的内阻可以忽略不计，电流表不分压，所以相对于电源，电流表内接，为了方便操作和节能，滑动变阻器要采用限流式接法，故电路如图所示。 (3)根据闭合电路欧姆定律有E＝U＋I(R1＋r) 变形得U＝E－I(R1＋r) 根据U -I图像可知，电源电动势E＝3.20 V 图像的斜率绝对值｜k｜＝R1＋r＝ Ω≈1.043 5 Ω 所以r＝｜k｜－R1＝0.043 5 Ω＝43.5 mΩ。 2.(10分)(2026·河南洛阳一模)某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，有如图甲、乙所示两种可供选择的实验电路图。图中部分器材规格为：电流表内阻约为0.50 Ω，量程为0～0.6 A；电压表内阻约为3 kΩ，量程为0～3 V；被测干电池电动势约1.5 V，内阻约1 Ω。 (1)为使测量结果尽量准确，应选择　　　　(选填“甲”或“乙”)电路图；实验小组想利用多用电表的电阻挡粗略测量该电池的内阻，你认为　　　　(选填“可行”或“不可行”)。 (2)A同学连接好如图甲所示的实验电路，闭合开关S，改变滑片的位置，记录多组电压表、电流表示数，并描绘出U -I图像，如图丙中P图线所示；B同学用图乙所示的实验电路，实验操作与A同学相同，在同一坐标系中描点作出U -I图像，如图丙中Q图线所示。若每次操作和读数均正确，则由图丙中的P和Q图线，可得该电池电动势和内阻的真实值为E＝　　　　V，r＝　　　　Ω。(结果均保留3位有效数字) 答案：(1) 乙　 不可行　(2)1.48　 1.48 解析：(1)甲方案中实验的误差来源于电流表的分压，实验测得的电源内阻为电流表内阻和电源内阻之和，由于电源的内阻较小，因此实验的误差大；乙方案中实验的误差来源于电压表的分流作用，由于电压表的内阻很大，分流作用不明显，可以忽略，因此选择乙方案误差小； 由于用多用电表在测量电阻时，内部电源对外提供电流，需要将待测电阻与外部电源断开，所以利用多用电表的电阻挡粗略测量该电池的内阻不可行。 (2)采用题图甲电路测量电源电动势和内阻时，考虑到电流表的分压作用，根据闭合电路欧姆定律有U＝E－I 整理得U＝－I＋E 显然利用该电路测量电源电动势和内阻满足E测＝E真，r测＝＞r真 所以通过P图线纵截距可得该电池电动势的真实值为E＝1.48 V 如题图乙所示，当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，则短路电流为I短＝IQ＝1.0 A 则该电池的内阻的真实值为r＝＝1.48 Ω。 3.(10分)(2024·黑吉辽卷·T11)某探究小组要测量电池的电动势和内阻。可利用的器材有：电压表、电阻丝、定值电阻(阻值为R0)、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。他们设计了如图所示的实验电路原理图。 (1)实验步骤如下： ①将电阻丝拉直固定，按照图(a)连接电路，金属夹置于电阻丝的　　　　(选填“A”或“B”)端； ②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L； ③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅰ； ④按照图(b)将定值电阻接入电路，多次重复步骤②，再根据记录的若干组U、L的值，作出图(c)中图线Ⅱ。 (2)由图线得出纵轴截距为b，则待测电池的电动势E＝　　　　(用b表示)。 (3)由图线求得Ⅰ、Ⅱ的斜率分别为k1、k2，若＝n，则待测电池的内阻r＝　　　　(用n和R0表示)。 答案：(1)①A　(2)　(3) 解析：(1)①为了保护电路，开关闭合前应将金属夹置于电阻丝接入电路电阻的最大处，即A端。 (2)(3)设金属丝的总电阻为R，总长度为x，对题图(a)，根据闭合电路的欧姆定律有E＝U＋r，可得＝＋；对题图(b)有E＝U＋(r＋R0)，可得＝＋，结合题图(c)可知b＝，k1＝，k2＝，又＝n，解得E＝，r＝。 4.(10分)(2026·陕西渭南一模)某兴趣小组要测量一个电池组的电动势和内阻，电动势约为3 V，内阻约为2 Ω。现有如下实验器材： A.电压表V(量程0～15 V，内阻约为3 kΩ) B.电流表A(量程0～3 mA，Rg约为10 Ω) C.定值电阻(R0＝8 Ω) D.电阻箱R1(0～999.9 Ω) E.滑动变阻器R2(0～3 000 Ω) F.待测电池组 G.开关、导线若干 (1)为完成实验，需要将电流表A改装成较大量程的电流表，该小组设计了测量电流表A内阻的实验电路如图1所示，电源电压为9 V。闭合S1，断开S2，调节R2使电流表A满偏；保持R2阻值不变，闭合S2，调节R1，当电流表A的示数为满偏电流的一半时，R1＝8 Ω，则电流表A的内阻Rg＝　　　　 Ω。将电流表A与定值电阻R0　　　　　(选填“串”或“并”)联，改装后电流表的量程为　　　　 mA。 (2)为尽可能地准确测量电池组的电动势和内阻，该小组选择电阻箱R1与上述改装的电流表完成实验，请将图2内电路图补充完整(所选器材要标明符号)。 (3)按正确的电路图连接好电路进行实验，并多次测量，同时记录各仪器的读数，然后作出 -R1图像如图3所示。若图像的斜率为k，纵轴截距为b，则待测电池组的电动势E＝　　　　 ，内阻r＝　　　　　。(用k、b表示) 答案：(1) 8　并　 6　(2)见解析图　(3)　 －4 解析：(1)闭合S2，固定R2，调节R1使电流表半偏，则两支路阻值相等，由电阻箱阻值R1＝8 Ω可知，电流表A的内阻的测量值为Rg＝8 Ω，将电流表A与定值电阻R0并联，所以其改装后的量程为I＝Ig＋＝6 mA。 (2)测量电源电动势和内阻，有改装后的电流表、电阻箱、电源。可以利用电流表和电阻箱测量电源电动势和内阻(安阻法)，所以其电路图如图所示。 (3)根据实验原理有E＝ 整理并代入数据有＝·R1＋＋ 则有k＝，b＝＋ 整理有E＝，r＝－4。 5.(10分)(2026·山东德州一模)某物理兴趣小组要测量一干电池的电动势和内阻，要求尽可能减小实验误差。实验室提供器材如下： 待测干电池 电流表A1：量程0～0.6 A，内阻约为0.2 Ω 电流表A2：量程0～150 μA，内阻为1 000 Ω 滑动变阻器R1：阻值范围为0～20 Ω 电阻箱R2：阻值范围为0～9 999.9 Ω 开关S、导线若干 (1)该小组利用给定的器材设计了以下三种测量电路图，其中较为合理的电路图为图　　　　(选填“甲”“乙”或“丙”)。 (2)该小组根据选用第(1)问中较合理的电路图，并将电阻箱的阻值调为R2＝9 000 Ω，进行正确的实验操作。电流表A1的示数用I1表示，电流表A2的示数用I2表示，作出I2 -I1图像如图丁所示，根据图像可知，该电源的电动势E＝　　　　　V，内阻r＝　　　　　Ω。(结果均保留小数点后2位) (3)若实验操作及数据处理均无误，则电源内阻的测量值　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。 答案：(1)丙　(2)1.46　0.72 　(3)等于 解析：(1) 电流表A1测电路中的电流，电流表A2与电阻箱串联，改装成电压表；考虑到电流表A1的内阻对电源内阻测量的影响，则应采用题图丙电路。 (2)由题图丙电路，根据闭合电路欧姆定律可得E＝I2＋r 解得I2＝－I1＋ 由题图丁可知＝146 μA， ＝×10－6 代入数据解得E≈1.46 V，r≈0.72 Ω。 (3)由题图丙所示电路图可知，相对于电源来说，电流表采用外接法，电流测量值等于真实值，由于电流表A2内阻已知，该实验电路不存在系统误差，则电源电动势的测量值等于真实值，电源内阻的测量值等于真实值。 学生用书⬇第188页 学科网（北京）股份有限公司 $