2027届高考物理一轮课时突破练49　测量电源的电动势和内阻

**基本信息** 聚焦电动势和内阻测量，整合伏安法、图像法、逐差法等实验方法，构建“原理推导-电路设计-误差分析”的完整逻辑链，培养科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础测量|第1题|多用电表读数、滑动变阻器选择（小阻值便于调节）|闭合电路欧姆定律→U=E-I(R₀+r)→图像斜率求内阻| |误差分析|第1(4)题|电压表分流导致电流测量值偏小→内阻测量值偏小|实验原理→系统误差来源→结果修正分析| |数据处理|第2(3)题|逐差法计算内阻（借鉴匀变速直线运动加速度计算）|U-I数据→ΔU/ΔI=R₀+r→多次测量减小误差| |综合应用|第4题|电流表改装（A₁+R₄成电压表）、分压电路设计|电表改装原理→电路控制方式→图像数据反推电动势和内阻|

课时突破练49　测量电源的电动势和内阻 1.(12分)(2026江苏南京开学考)某学习小组对某一移动电源进行研究。 (1)他们用多用电表的直流电压0~10 V挡测量该电源正、负极间的电压,多用电表指针偏转位置如图甲所示,该示数为　　　　 V。  甲 乙 丙 (2)该学习小组设计了如图乙所示的电路图测量电源的内阻。实验室除开关和导线外,可选用的其他器材有: A.电压表(量程为0~6 V,内阻未知) B.电流表(量程为0~0.6 A,内阻未知) C.定值电阻R0(阻值5 Ω) D.滑动变阻器(阻值范围为0~20 Ω) E.滑动变阻器(阻值范围为0~2 000 Ω) 滑动变阻器R应选择　　　　(填序号)。  (3)实物连接完成之后,得到如图丙所示的U-I图像,电源的内阻为　　　　 Ω(结果保留一位小数)。  (4)小明认为本实验测得的电源内阻大于真实值。你是否同意他的观点　　　　?请说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  2.(12分)(2025山东济南模拟)某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图甲所示,其中,虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0 Ω的定值电阻。 甲 乙 (1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100 μA、内阻rg=2.0 kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200 mA,应并联一只　　　　 Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;  (2)根据图甲,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路; (3)某次实验的数据如下表所示,该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=　　　　 Ω(保留两位小数)。  测量次数 1 2 3 4 5 6 7 8 电压表V 读数U/V 5.26 5.16 5.04 4.94 4.83 4.71 4.59 4.46 改装表A 读数I/mA 20 40 60 80 100 120 140 160 (4)该小组在前面实验的基础上,为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是　　　　。(填选项前的字母)  A.电压表内阻的影响 B.滑动变阻器的最大阻值偏小 C.R1的实际阻值比计算值偏小 D.R0的实际阻值比标称值偏大 3.(12分)(2025浙江嘉兴模拟)在“电池电动势和内阻的测量”实验中,备用器材有:滑动变阻器R1(最大阻值10 Ω),电阻箱R2(0~9 999 Ω),定值电阻R3(2 Ω),电流表A(量程有0~0.6 A和0~3 A,内阻分别为0.1 Ω和0.03 Ω),多用电表,干电池E,开关S,导线若干。 (1)小张选用多用电表“直流电压2.5 V量程”测量,示数如图甲所示,测得电动势E=　　　　 V。 甲 (2)小金选择了其中一些器材,设计了如图乙所示电路,当c端分别接a、b两点测得两组数据,在坐标系上描点、连线如图丙所示,接b点对应图丙中的　　　(选填“甲”或“乙”),由图线可得干电池的内阻r=　　　　 Ω(保留2位有效数字)。  乙 丙 (3)若上述器材中多用电表因故障而不能使用,请重新设计实验电路。 4.(14分)(2025广东揭阳模拟)某实验小组从某控制电路中得到两个热敏电阻,一个标记了PTC,另一个标记了NTC,如图甲所示。该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻(常温下阻值约为20.0 Ω)的电流随其两端电压变化的规律。 A.电流表A1(满偏电流10 mA,内阻r1=10 Ω) B.电流表A2(量程0~1.0 A,内阻r2约为0.5 Ω) C.滑动变阻器R1(最大阻值为10 Ω) D.滑动变阻器R2(最大阻值为500 Ω) E.定值电阻R3=140 Ω F.定值电阻R4=990 Ω G.电源E(电动势12 V,内阻可忽略) H.单刀单掷开关、导线若干,单刀双掷开关一个 (1)为测定热敏电阻两端电压,该小组同学应该将　　　　(选填“A1”或“A2”)与定值电阻 　　　(选填“R3”或“R4”)串联。  (2)请在提供的器材中选择必需的器材,在图乙所示虚线框内将电路图补充完整并标出所用器材的符号,热敏电阻两端的电压可以从零开始调节,且切换单刀双掷开关可以直接测量另外一个热敏电阻。 (3)该小组经过多次测量,读出电流表A1示数I1,电流表A2示数I2,处理实验的数据,分别画出PTC与NTC的U-I图线,如图丙所示。 (4)该实验小组将两热敏电阻与某电池组连成如图丁所示的电路,所用电压表内阻极大,测得NTC型热敏电阻和PTC型热敏电阻两端的电压分别为5.6 V和9.2 V,则该电池组的内阻为　　　　 Ω,电动势为　　　　 V。(结果均保留3位有效数字)  答案： 1.(1)5.2　(2)D　(3)0.5　(4)不同意　因为电压表分流,电压表测的是路端电压,但电流表测量值小于真实的干路电流,故电源内阻的测量值小于真实值 解析 (1)使用多用电表的直流电压0~10 V挡,图中示数为5.2 V; (2)定值电阻R0和移动电源内阻较小,使用最大阻值为20 Ω的滑动变阻器更便于调节。故滑动变阻器R应选择D; (3)由闭合电路欧姆定律,U=E-I(R0+r),U-I图像的斜率为-(R0+r),由图丁可得R0+r= Ω=5.5 Ω,故r=0.5 Ω。 (4)不同意小明的观点,因为电压表分流,电压表测的是路端电压,但电流表测量值小于真实的干路电流,故电源内阻的测量值小于真实值。 2.(1)1.0　(2)见解析图　(3)1.66　(4)CD 解析 (1)根据改装后电表的量程I=Ig+,其中I=200×103 μA,解得R1=1.0 Ω。 (2)实物图如图所示 (3)根据闭合电路的欧姆定律E=U+I(R0+r),可得R0+r=,结合题中数据有R0+r1=,R0+r2=,R0+r3=,R0+r4=,则r=,解得r=1.66 Ω。 (4)实验中,电压表为标准电压表,由于电动势的测量值与已知值几乎相同,说明电压表和滑动变阻器对实验没有影响,故A、B错误;电压表的变化量和电流表的变化量比值的绝对值为电源内阻r和定值电阻R0之和,当R1的实际阻值比计算值偏小时,电流表的读数比实际值偏小,则测得内阻将偏大,故C正确;当R0的实际阻值比标称值偏大时,算得的电源内阻也偏大,故D正确。 3.(1)1.35　(2)甲　0.80~0.90　(3)见解析图 解析 (1)选用多用电表“直流电压2.5 V量程”测量,最小分度值为0.05 V,故读数为1.35 V。 (2)根据U-I图线可知,图线的斜率的绝对值表示等效电源的内阻,接b点时有r等=R3+RA+r,接a点时有r等=RA+r,甲图线斜率的绝对值大,故接b点对应图3中的甲图。由图线可估测电源电动势约为1.5 V,滑动变阻器R1的最大阻值为10 Ω,可估算Imax= A=0.75 A,故选择0.6 A的电流表,内阻为RA=0.1 Ω。根据r等==3.0 Ω,由r等=R3+RA+r,解得r=0.90 Ω。 (3)如图所示,利用电流表和电阻箱测电池电动势和内阻。 4.(1)A1　R4　(2)见解析图　(4)13.9　9.00 解析 (1)器材中没有电压表,由于电源电动势为12 V,可知应用已知内阻的电流表A1与定值电阻R4串联改装成量程为10 V的电压表。 (2)因为要求热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大,所以滑动变阻器采用分压接法,为了便于调节,应选用阻值较小的滑动变阻器R1,由于热敏电阻的阻值远小于改装的电压表内阻,且改装电压表内阻已知,所以电流表A2应接在测量电流的干路上,作出电路图如图所示 (4)由图得NTC型热敏电阻两端电压为U1=5.6 V时,通过电源的电流为I1=0.92 A;PTC型热敏电阻两端电压为U11=9.2 V时,通过电源的电流为I11=0.52 A,根据闭合电流欧姆定律有E=U1+INTCr,E=U11+IPTCr,解得E=13.9 V,r=9.00 Ω。 7 学科网（北京）股份有限公司 $