第48讲 实验 测量电源的电动势和内阻(专项训练)(湖南专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-15
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3份
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46页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 电容器的动态分析,电感和电容对交变电流的影响,动态电路分析 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.15 MB |
| 发布时间 | 2026-07-15 |
| 更新时间 | 2026-07-15 |
| 作者 | 红外线 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58819467.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦电源电动势和内阻测量,通过原型实验→创新拓展→真题实战的三阶训练,系统构建实验方法体系,强化科学探究与数据处理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|原型实验|5题|伏安法/安阻法/伏阻法;U-I图像斜率与截距应用;器材选择与误差分析|基于闭合电路欧姆定律,从基础电路到误差修正,构建测量原理→数据处理→误差分析的完整逻辑链|
|创新实验|5题|电表改装技术;电阻箱替代法;补偿法测内阻;图像法多变量处理|拓展原型实验,融合电阻定律、等效替代等思想,培养科学思维与实验创新能力|
|真题演练|3题|高考高频考点全覆盖;实验设计与数据处理综合应用|对接高考命题趋势,强化科学论证与结果反思,提升实战解题能力|
内容正文:
第48讲 实验 测量电源的电动势和内阻
目录
模拟·基础演练 1
题型01 原型实验 1
题型02 创新实验 8
重难·创新演练 15
真题·实战演练 23
模拟·基础演练
考查重点:伏安法、安阻法和伏阻法测电源的电动势和内阻。
⏳题型01 原型实验
1.(2026·湖南湘潭·二模)用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻,实验器材有待测电源(电动势约为,内阻约为)、保护电阻(阻值为)和(阻值为)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线若干。
实验主要步骤:
①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数和相应电流表的示数;
③以为纵坐标、为横坐标,作图线、都用国际单位);
④求出图线斜率的绝对值和在纵轴上的截距。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用_____,电流表最好选用_____。
A.电压表(量程为,内阻约为)
B.电压表(量程为,内阻约为)
C.电流表(量程为,内阻约为)
D.电流表(量程为,内阻约为)
(2)电动势和内阻的表达式分别为_____,_____。(用已知字母表示)
【答案】(1) B D
(2)
【详解】(1)[1][2]电压表并联在电路中,故电压表内阻越大,分流越小,误差也就越小,因此应选内阻较大的电压表,即应选择B;当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,通过电流表的电流最大,此时通过电流表的电流约为,因此电流表应选择D。
(2)[1][2]由闭合电路欧姆定律可知
则图像的斜率绝对值,则内阻。
2.(2026·河南省驻马店市·期末考试)为测量电源的电动势和内阻,实验小组找到如下实验器材:待测电源电动势约;电流表量程,内阻约;电压表量程,内阻;电阻箱;滑动变阻器;开关、导线若干。主要操作步骤如下:
将电压表和电阻箱串联改装成量程更大的电压表,为使改装后的电压表量程为,电阻箱的阻值应调为 。
设计如图甲所示的实验电路,闭合开关后,改变滑动变阻器的阻值,得到多组电压表示数和对应的电流表示数。某次实验时,电压表指针位置如图乙所示,此时电压表的示数为 。
若实验中电压表分流可以忽略,待测电源电动势用表示,内阻用表示,则电压表示数与电流表示数满足的关系式为: 用、、表示。
根据记录的数据,在坐标纸上作出图像如图丙所示,可得电源电动势 ,电源内阻 。计算结果均保留位有效数字
【答案】
【解析】为使改装后的电压表量程为 ,电阻箱 的阻值应调为
电压表量程为,分度值为,此时电压表的示数为。
若实验中电压表分流可以忽略,根据欧姆定律有
结合上述解得
结合上述有
根据图像有 ,
解得 ,
3.(2026·河北衡水·模拟预测)2026年某新能源汽车发布会上公布了第二代刀片电池技术,在能量密度、低温性能上比上一代有了很大突破。现将其中一块电池拆解出来,测量其电动势和内阻。除电池外,器材还有:多用电表;滑动变阻器;电流表(为0.50 Ω,0~0.6A);电压表(约为5 kΩ,0~5 V);以及开关S、导线若干。
(1)用多用电表粗测电池的电动势,则多用电表的红表笔应连接电源的__________(选填“正极”或“负极”);
(2)如图甲、乙所示,为保证测量结果的精确性,应选择电路图__________(选填“甲”或“乙”)来进行实验;
(3)正确操作进行实验后,得到电压表读数和对应的电流表读数,画出图像如图丙所示,、、已知,则测得电池的电动势__________,内阻__________。(用题中字母表示)。
【答案】(1)正极
(2)乙
(3)
【详解】(1)多用电表在测直流电压时,红表笔接高电势(电源正极),黑表笔接低电势(电源负极),电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出。
(2)由于题目中给出电流表内阻已知,我们可以把电流表和电源看成一个整体(等效电源),此时电压表的读数是滑动变阻器两端的电压,电流表的读数就是干路电流,电压表测的就是等效后的路端电压,这样系统误差可以通过修正消除,从而保证测量结果的精确性,故应选择电路图乙。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律,结合图乙有
可知图像纵截距表示电动势,斜率绝对值表示,则根据图丙有,
解得
4.(2026·甘肃·一模)实践活动中,小甘同学设计了如图1所示的电路,用来测量水果电池的电动势和内阻。当单刀双掷开关分别接1和2时,测得如图2所示的、两条图线。
(1)当开关接2时,由图线可知,测得水果电池的电动势______V,内阻______(内阻值结果保留整数);
(2)当开关接2时,测得水果电池的内阻与真实值相比,______(选填“大于”“小于”或“等于”),其原因是_______(选填“电压表分流”或“电流表分压”);
(3)小甘同学进一步研究发现,由于电流表、电压表内阻的影响,两种方法测得的水果电池的内阻均存在误差,但结合两次实验数据,可得出水果电池内阻的真实值为______(结果保留整数)。
【答案】(1) 1.10 425
(2) 小于 电压表分流
(3)483
【详解】(1)[1][2]由
可知图像在纵轴的截距等于电源电动势,斜率的绝对值等于内阻,由图像可得
(2)[1][2]本实验存在系统误差,原因是电压表分流,使得电流表示数小于干路电流,外电路短路时,电压表分流为零,实际电流等于电流表电流,电压越大,电压表分流越多,实际电流大于电流表电流,图像斜率的绝对值将越大,由此造成电源内阻测量值小于真实值。
(3)当开关接1时,图线的纵截距为电动势的真实值,由图线可知,水果电池的真实电动势为
当开关接2时,横截距为短路电流的真实值,图线可表示为
时,可知短路电流为
水果电池内阻的真实值为
5.(25-26高三上·河北·期中)某实验小组设计了图甲所示电路测量一个旧电池的电动势和内阻。
(1)请用笔画线代替导线将图乙所示的实物图补充完整_______。
(2)先后分别将单刀双掷开关S与1和2接通,然后闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录多组对应电压表示数U和电流表示数I的值,并分别描点作图得到丙、丁两个U-I图像,其中_______(填“丙”或“丁”)图是单刀双掷开关掷于1位置时得到的;分析图丙、丁可知,此电池的电动势为 _______,内阻为_______。(均选用U1,I1,U2,I2表示)
(3)该小组成员发现通过实验还可以得到电流表和电压表的内阻,计算得出电流表的内阻RA= _______,电压表的内阻 RV= _______。
【答案】(1)见解析 (2) 丁 U2 (3)
【详解】(1)实物图如图所示
(2)[1]单刀双掷开关掷于1位置时,电动势测量值准确,内阻测量值偏大,故丁图符合题意;
[2][3]丁图得到的电动势准确,丙图得到的短路电流准确,故真实的图像与纵轴交点坐标为(0,U2),与横轴交点坐标为(I1,0),如图所示
由闭合电路欧姆定律可知内阻
(3)[1](2)中图像的斜率
解得RA =
[2]图丙的斜率
解得
故根据两组实验是可以求得电压表和电流表的内阻真实值的。
⏳题型02 创新实验
6.(2026·湖南衡阳·模拟预测)某实验小组的同学们利用图甲所示的电路来测量某电池的电动势E、内阻r。已知电流表内阻。连接好器材后,该同学进行了下列操作:
(1)保持和闭合,电阻箱的阻值不变,调节电阻箱R的阻值,记录下电阻箱R的阻值及对应的电流表的示数,得到多组R、I数据,绘制图像如图乙所示。若测得,则该新型电池的电动势为________V,内阻为________Ω。(结果均保留2位有效数字)
(2)小组中的小明同学发现电阻箱R的最大阻值很大,利用这个实验装置还可以测量另一电流表的内阻。他首先断开和,先将电阻箱R的阻值调到________(填“最大阻值”或“零”),闭合,调节电阻箱R的阻值,使电流表的指针指在满偏刻度,再将闭合,调节电阻箱的阻值为时,电流表的指针指在满偏刻度的四分之三处,则此电流表的内阻=________(用表示)。
【答案】(1) 5.3 2.1
(2) 最大阻值
【详解】(1)[1][2]由题知,电阻箱,且二者并联,则通过电阻箱的电流为通过电流表的,由闭合电路欧姆定律可知
整理为,根据题图乙有,
解得,
(2)[1]开始时,要保证电路中的电流不超出电流表的量程,应将电路中的阻值调至最大,即先将电阻箱R的阻值调到最大阻值;
[2]当电流表的指针指在满偏刻度的四分之三处时,即,则通过电阻箱的电流
又,解得
7.(2026·湖南·二模)如图1所示的电路,是一段粗细均匀的金属丝,触头在金属丝上滑动时可以改变接入电路中的电阻,图中定值电阻的阻值已知。利用这一电路可以测量金属丝的电阻率以及电源的电动势和内阻。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,然后计算得到其横截面积为。
(2)闭合开关和,从端向端滑动触头,记录接入电路中的金属丝长度以及对应的电压表读数,根据闭合电路欧姆定律可知___________(用、、、、表示),作出图像如图2中的①所示,图线的纵截距为,斜率为,可得电源电动势___________。
(3)闭合开关,断开开关,再次从端向端滑动触头,作出图像如图2中的②所示,且图线的斜率为。
(4)根据以上步骤可得电源的内阻___________,金属丝的电阻率___________。
【答案】
【详解】[1][2]闭合、时,被短路,接入电路的金属丝电阻
根据闭合电路欧姆定律
整理得
该表达式中,纵截距
因此电源电动势
[3][4]闭合、断开时,接入电路,同理整理得
因此图线②的斜率,图线①的斜率
整理得内阻,电阻率
8.(2026·陕西宝鸡·模拟预测)将铜片和锌片相隔一定距离插入盛有橙汁的玻璃器皿中,可以制成橙汁电池。利用如图1所示的电路可以研究该橙汁电池的电动势和内阻,其原理图如图2所示。其中为电流表,为电阻箱。
(1)忽略电流表的内阻,多次改变电阻箱的值,得到不同的电流表的示数,据此作出的图像如图3所示,则可知该橙汁电池的电动势为________,内阻为________(结果均保留3位有效数字)。
(2)若考虑电流表的内阻,则与不考虑电流表的内阻相比,测得的橙汁电池的电动势将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”),内阻将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)该橙汁电池________(选填“能”或“不能”)使一个“”的小灯泡正常工作。
(4)若保持其他条件不变,仅将铜片和锌片插入橙汁的深度增加,则该橙汁电池的内阻将________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】(1) /1000
(2) 不变 变大
(3)不能
(4)减小
【详解】(1)[1][2] 根据闭合电路欧姆定律得
变形得
可知图像的斜率 ,纵截距
由图3得
解得
纵轴截距
解得
(2)[1][2] 若考虑电流表内阻,根据闭合电路欧姆定律最后变形为
图像斜率仍为 ,因此电动势测量值不变;计算内阻时,测量值为,因此内阻测量结果变大。
(3)小灯泡额定电流
该电池短路电流 ,再串联小灯泡,电流会更小,因此不能使小灯泡正常工作。
(4)铜片锌片插入深度增加,电极与电解液接触面积增大,可以有更多的自由电荷参与导电,则电池内阻减小。
9.(2026·河南·二模)某同学测量一节电池的电动势和内阻,实验电路如图甲所示。
(1)在连接电流表时,该同学应选择______(选填“0~0.6A”或“0~3A”)的量程;
(2)连接好电路后,实验中测得电流表的读数I,读出对应电阻箱的阻值R,并计算出的值,然后在坐标纸上作出图像如图乙所示。根据图像中的数据可以计算出该电池的电动势为______V,内阻为______Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)上述实验中的系统误差来源是___________________________________。
(4)考虑到引起系统误差的原因后,该同学对测量值进行了修正,如图丙所示,得到更准确的图像是图像______(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(5)为了减小或消除实验中的系统误差,该同学可以采取的做法是( )
A.通过多次测量,得到多组电动势、内阻的测量值E和r,然后取平均值
B.测出电流表内阻RA,将内阻的测量值减去电流表的内阻,得到电池内阻的准确值
C.测出电流表内阻RA,将电动势的测量值加上电流表的分压IRA,得到电动势的准确值
【答案】(1)0~0.6A
(2) 1.47(1.44~1.49) 1.66(1.55~1.80)
(3)电流表分压
(4)d
(5)B
【详解】(1)由图乙可知,流过电流表的电流较小,所以电流表应选择0~0.6A量程;
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
变形可得
结合图线可得,
联立解得,
(3)上述实验过程中,由于电流表有内阻,所以系统误差来源是电流表分压。
(4)若考虑引起系统误差的原因,即电流表内阻对实验的影响,则
所以
由此可知,测量值图线与真实值图线斜率相等,两图线平行,但图线的纵截距的绝对值变大,所以真实值图线应位于测量图线下方。
故选d。
(5)由以上分析可得
为了减小或消除实验中的系统误差,测出电流表内阻RA,将内阻的测量值减去电流表的内阻,得到电池内阻的准确值。
故选B。
10.(2026·安徽合肥·模拟预测)某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻(电动势约为3 V,内阻约为4 Ω),其中电压表V量程0~3 V、定值电阻电阻箱R(0~999.9 Ω)。
(1)为使实验时电压表的示数变化范围更大,应将单刀双掷开关应置于_____(填写“点”或“点”)。
(2)结合(1)进行实验并描绘出对应的图像如图乙所示,根据图像数据计算可得电源电动势_____,内阻_____;(结果均保留两位有效数字)。
(3)某同学在连接实物图时不小心将电压表接到定值电阻的两端,如图丙所示,若该同学想通过画线性图像处理实验数据,应该画_____图像(选填“”或“”)。
(4)若图甲的电压表的内阻为,考虑电压表内阻后,计算得到的电源电动势为,电源内阻为。则由(2)测量的电动势相对误差为_____。
【答案】(1)a点
(2) 2.5 5.0
(3)
(4)
【详解】(1)由于电源内阻较小,把单刀双掷开关置于a点时,定值电阻等效为电源内阻的一部分,增大等效电源的内阻,使得在调节电阻箱进行测量过程中,电压表示数变化明显,从而减小误差。
(2)[1][2]本实验采用伏阻法测电动势和内阻,由闭合电路欧姆定律有
根据图像的数据可以解得电动势,内阻
(3)由闭合电路欧姆定律可知,
解得
故作图像为线性关系。
(4)考虑电压表内阻后,
化简可得
纵截距
所以,测量的电动势相对误差为
重难·创新演练
设题创新:结合电阻定律(T16)、电鳗的起电斑(T17)、双电源补偿法(T18)考查测量电源电动势和内阻。
1.(2026·河南驻马店·模拟预测)晓强利用如图甲所示的电路测量了电源的电动势和内阻,为一段粗细均匀的电阻丝,电阻丝的电阻率和定值电阻均已知。
实验时进行了如下操作:
①晓强首先用多用电表“”的倍率粗略测量了电阻丝的阻值,读数如图乙所示;
②闭合开关前,将滑片置于合适的位置,用螺旋测微器测量电阻丝的直径,通过移动滑片的位置,测量电阻丝接入电路的长度,并读出相对应的电压表的读数;
③通过②中记录的多组实验数据,利用图像处理实验数据。
(1)操作①中,多用电表的读数为_____;
(2)操作②中,电键闭合前,滑片应置于____(填“”或“”)端;
(3)为了得到如图丙所示的图像,则图像的横轴应为_______(填“”“”或“”);由图像可知,电源的电动势_______,电源的内阻_______(用题中的已知量和测量量表示)。
【答案】(1)13.0
(2)
(3)
【详解】(1)多用电表欧姆档采用“”倍率,指针指向欧姆刻度,读数为
(2)开关闭合前,为保护电路,需让接入电路的电阻最大。由电路可知,滑片在端时,电阻丝接入长度最长,电阻最大,因此滑片置于端。
(3)[1] 根据电阻定律,接入电阻丝的电阻 根据闭合电路欧姆定律 得 可见与成线性关系,因此横轴为;
[2][3]结合图像:当时,有代入得得
2.(2026·内蒙古赤峰·模拟预测)电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类,它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。每个起电斑的电动势约为0.15V,内阻约为0.25Ω。某兴趣小组为了测量一个起电斑的电动势和内阻,设计电路如图。利用串联稳压电源模组来模拟电鳗的起电斑,每个电源相当于一个起电斑。可利用的器材有:
A.稳压电源模组
B.电流表(0~0.6A)
C.电流表(0~3.0A)
D.定值电阻R=4.0Ω
E.开关S和导线若干
(1)为了减小实验误差,电流表应选择________(选填“B”或“C”)。
(2)实验步骤如下:
①按图连接电路;
②将金属夹接1,即有n个电斑接入电路,此时记录电源数量n,闭合开关S,记录电流表示数I,断开开关S;
③将金属夹依次接2、3、4、5位置,记录各组I、n的值,描点作出________(选填“n”或者“”)图线;
(3)已知图线的斜率为k,则每个电源的电动势为________(用R,k表示);
(4)实验时,由于电流表内阻的影响,电源内阻的测量值________(选填“偏大”或者“偏小”)。
【答案】(1)B
(2)
(3)
(4)偏小
【详解】(1)电路中最大电流
为了减小实验误差,电流表应选择B。
(2)设每个电源的电动势为E,根据整理得
可知为一条倾斜的直线,为了方便研究,故应作出图像。
(3)图像斜率为解得
(4)不考虑电流表内阻的影响,则图像截距可知内阻测量值
考虑电流表内阻的影响,则有整理得
可知解得可知电动势测量值偏小,根据可知,内阻真实值大于测量值r,即内阻测量值偏小。
3.(2026·河北廊坊·一模)某物理小组利用如图所示的装置做“测量电源的电动势和内阻”实验时,现有器材:
待测电源约为,内阻约为);
标准电源为,内阻不计);
两个灵敏电流表(量程为,内阻为);
定值电阻(阻值约为);
两个电阻箱(最大阻值);
滑动变阻器(最大阻值);
开关,导线若干。
(1)把其中一个灵敏电流表与一电阻箱并联改装成量程为的电流表,则需调节电阻箱的阻值为_____;
(2)按照如图所示电路图安装器材,滑动变阻器的滑片置于最左端,闭合开关后,调节电阻箱的阻值,灵敏电流表的指针无偏转,测得此时电流表的读数为,电阻箱的读数为,则的阻值大小为______;
(3)调节滑动变阻器滑片的位置,同时调节电阻箱的阻值,再次使灵敏电流表的指针无偏转,测得此时电流表的读数为,电阻箱的读数为,根据上述测量数据可计算得到待测电源的电动势为_____,内阻为_____。
【答案】(1)1.0
(2)5.0
(3) 3.0 1.8
【详解】(1)根据欧姆定律可得并联电阻箱的阻值为;
(2)闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,灵敏电流表 G的指针无偏转,则R0和R1串联部分两端的电压为E2,此时电流表A的读数为I=0.3A,电阻箱的读数为 R=2.2Ω,待测电源的内阻为r,由闭合电路欧姆定律 E1= E2 + I(R +r)又有E2= I(R0 + R1)滑动变阻器的滑片置于最左端,则R1=0所以
(3)[1][2]再次使灵敏电流表G的指针无偏转,则电流表的读数为I1=0.2A,电阻箱的读数为,则 E1= E2+I1(R2 +r+RA)代入数据有又有
代入数据有解得,E1= 3.0V
4.(2026·重庆市市辖区·其他类型)某同学准备测量一节旧干电池的电动势和内电阻,手头有两只电流表,但无电压表。现将内阻为、量程为的电流表改装成合适量程的电压表,连接成如图甲的电路进行实验,其中。
现有如下三个不同阻值的电阻,应选 作为图甲中的与串联后当成电压表使用。
A.
B.
C.
按图甲连接电路后,发现、和三条导线中,有一条导线内部断开。为了找出这条导线,将开关闭合,用多用电表的电压挡先测量、间电压,读数不为零,再测量、间电压,若读数不为零,则一定是 导线断开若读数为零,则一定是 导线断开。
排除故障后,通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表和的多组、数据,作出图像如图乙。由图像得到的电池的电动势 ,内阻 。结果均保留两位小数
【答案】
【解析】将电流表改装为电压表时,需串联电阻,使得其满偏电流对应的电压为改装后的量程
改装后的电压表量程应满足:
其中,
假设旧干电池电动势约为,则需:
代入数据解得:
因此应选择作为
将开关闭合,用多用电表的电压挡先测量、间电压,读数不为零,可知不断开,再测量、间电压,若读数不为零,可知间不断开,则一定是间断开;若间电压为零,则导线断开;
根据串并联电路的特点,结合闭合电路欧姆定律得: ,
代入图像中两组数据、,
解得:均可,均可。
5.(2026·湖北省·单元测试)某班级分若干个学习小组,通过实验测量儿童电动车电池的电动势约为Ⅴ和内阻,但实验器材中发现电压表量程较小。可提供的器材有:
A.电压表量程∽,内阻约为
B.电压表量程∽,内阻约为
C.电阻箱∽
D.滑动变阻器∽
E.滑动变阻器∽
F.定值电阻阻值为
G.定值电阻阻值为
H.开关和若干导线
请回答下列问题:
如图甲所示电路,想将电压表改装成量程为的电压表。
滑动变阻器应选用 选填“”或“”
将滑动变阻器滑片移至最右端,将电阻箱阻值调为零,闭合开关,调节滑片,使电压表的指针刚好满偏
保持滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数为 ,在不改变电阻箱的情况下,电压表与电阻箱串联后将会改装成量程为的电压表。
利用图乙电路测量电池的电动势和内阻,多次移动滑片,可获得电压表、的多组数据、,描绘出图像如图丙所示,则电池的电动势 ,内阻
若考虑电表内阻的影响,电动势的测量值与真实值相比 选填“偏大”“偏小”或“不变”。
【答案】
偏小
【解析】在图甲是利用“半偏法”测量电压表的内阻原理图,由于电压表的内阻约,远大于,可知,滑动变阻器应选用。
电压表要改装成量程为的电压表,则有
保持滑片的位置不变,、间的电压仍为,则有,
解得。
对图乙,根据闭合电路欧姆定律得
将,代入,整理得
结合图丙得,,解得,
由于电压表分流,使得测量结果有一定的偏差,将电池和电压表、定值电阻当作等效电源,可知。
真题·实战演练
高频考点:测电源的电动势和内阻。
1.(2026·河南·高考真题)某实验小组探究电容器充放电特性并测量新能源电池的电动势,图1为设计的电路原理图。实验器材有:电池(电动势,内阻不计),定值电阻、(阻值均未知),电容器,电流传感器(内阻可忽略),电压传感器(内阻很大),数据采集分析系统,开关S,导线若干等。完成下列问题:
(1)根据图1所示原理图,完成图2中实物图的连线。
(2)使电流传感器和电压传感器正常工作,闭合S,给电容器充电,直至电压传感器示数稳定。然后断开S,电容器放电。图中A、B、C、D为电流传感器和电压传感器采集的电流-时间()和电压-时间()图像,属于充电过程的是__________(填写图像对应的标号)。
A. B.
C. D.
(3)经数据采集分析系统合成,得到电容器在充放电过程中的图像,如图3所示。设放电过程PQ段的斜率为,由图作直线可得__________(保留3位有效数字),其对应于__________的阻值(填“”或“”)。
(4)对充电过程MN段,设流经、的电流分别为和,则。电容器两端电压可表示为,其中斜率__________(用、表示),截距__________(用、、 表示)。由图3作直线求出和,得________V(保留3位有效数字)。
【答案】(1)见解析
(2)AD
(3) 10.0
(4) 3.55
【详解】(1)根据电路图可知实物连接图如图所示
(2)AB.充电电流初始最大,逐渐衰减到0(方向为正),故A正确,B错误;
CD.电容器电压从0逐渐升高,最终稳定在最终稳定在两端的分压值,故C错误,D正确。
故选AD。
(3)[1][2]根据题图可得斜率的绝对值
放电时,电容器仅通过放电,即其对应于的阻值。
(4)[1][2]充电时,有
又,
联立可得
与对比可知,
[3]根据题图可得,
解得
2.(2025·浙江·高考真题)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是___________(选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度,描点并作出图像___________,由此求得电动势___________V,内阻___________。(结果均保留到小数点后两位)
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
I/A
0.14
0.22
0.30
0.37
0.45
【答案】(1)甲
(2) 见解析 1.44/1.45/1.43 0.65/0.66/0.64
【详解】(1)因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大,则为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是甲;
(2)根据实验数据做出电源的U-I图像如图
[1][2]由结合图像可知
内阻
3.(2025·湖北·高考真题)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)保护
(2)
(3) 1.47 1.3
(4)有
【详解】(1)R0与电阻箱串联,可知,R0在电路中起保护作用。
(2)根据闭合电路欧姆定律
化简可得
(3)[1][2]结合上述有
结合图(b)有,
解得,
(4)当电流传感器有内阻时,所测的电源内阻
导致电源内阻测量值偏大,即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。
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第48讲 实验 测量电源的电动势和内阻
⏳题型01 原型实验
1.
【答案】(1) B D
(2)
【详解】(1)[1][2]电压表并联在电路中,故电压表内阻越大,分流越小,误差也就越小,因此应选内阻较大的电压表,即应选择B;当滑动变阻器接入电路的电阻最小时,通过电流表的电流最大,此时通过电流表的电流约为,因此电流表应选择D。
(2)[1][2]由闭合电路欧姆定律可知
则图像的斜率绝对值,则内阻。
2
【答案】
【解析】为使改装后的电压表量程为 ,电阻箱 的阻值应调为
电压表量程为,分度值为,此时电压表的示数为。
若实验中电压表分流可以忽略,根据欧姆定律有
结合上述解得
结合上述有
根据图像有 ,
解得 ,
3.
【答案】(1)正极
(2)乙
(3)
【详解】(1)多用电表在测直流电压时,红表笔接高电势(电源正极),黑表笔接低电势(电源负极),电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出。
(2)由于题目中给出电流表内阻已知,我们可以把电流表和电源看成一个整体(等效电源),此时电压表的读数是滑动变阻器两端的电压,电流表的读数就是干路电流,电压表测的就是等效后的路端电压,这样系统误差可以通过修正消除,从而保证测量结果的精确性,故应选择电路图乙。
(3)[1][2]根据闭合电路欧姆定律,结合图乙有
可知图像纵截距表示电动势,斜率绝对值表示,则根据图丙有,
解得
4.
【答案】(1) 1.10 425
(2) 小于 电压表分流
(3)483
【详解】(1)[1][2]由
可知图像在纵轴的截距等于电源电动势,斜率的绝对值等于内阻,由图像可得
(2)[1][2]本实验存在系统误差,原因是电压表分流,使得电流表示数小于干路电流,外电路短路时,电压表分流为零,实际电流等于电流表电流,电压越大,电压表分流越多,实际电流大于电流表电流,图像斜率的绝对值将越大,由此造成电源内阻测量值小于真实值。
(3)当开关接1时,图线的纵截距为电动势的真实值,由图线可知,水果电池的真实电动势为
当开关接2时,横截距为短路电流的真实值,图线可表示为
时,可知短路电流为
水果电池内阻的真实值为
5.
【答案】(1)见解析 (2) 丁 U2 (3)
【详解】(1)实物图如图所示
(2)[1]单刀双掷开关掷于1位置时,电动势测量值准确,内阻测量值偏大,故丁图符合题意;
[2][3]丁图得到的电动势准确,丙图得到的短路电流准确,故真实的图像与纵轴交点坐标为(0,U2),与横轴交点坐标为(I1,0),如图所示
由闭合电路欧姆定律可知内阻
(3)[1](2)中图像的斜率
解得RA =
[2]图丙的斜率
解得
故根据两组实验是可以求得电压表和电流表的内阻真实值的。
⏳题型02 创新实验
6.
【答案】(1) 5.3 2.1
(2) 最大阻值
【详解】(1)[1][2]由题知,电阻箱,且二者并联,则通过电阻箱的电流为通过电流表的,由闭合电路欧姆定律可知
整理为,根据题图乙有,
解得,
(2)[1]开始时,要保证电路中的电流不超出电流表的量程,应将电路中的阻值调至最大,即先将电阻箱R的阻值调到最大阻值;
[2]当电流表的指针指在满偏刻度的四分之三处时,即,则通过电阻箱的电流
又,解得
7.
【答案】
【详解】[1][2]闭合、时,被短路,接入电路的金属丝电阻
根据闭合电路欧姆定律
整理得
该表达式中,纵截距
因此电源电动势
[3][4]闭合、断开时,接入电路,同理整理得
因此图线②的斜率,图线①的斜率
整理得内阻,电阻率
8.
【答案】(1) /1000
(2) 不变 变大
(3)不能
(4)减小
【详解】(1)[1][2] 根据闭合电路欧姆定律得
变形得
可知图像的斜率 ,纵截距
由图3得
解得
纵轴截距
解得
(2)[1][2] 若考虑电流表内阻,根据闭合电路欧姆定律最后变形为
图像斜率仍为 ,因此电动势测量值不变;计算内阻时,测量值为,因此内阻测量结果变大。
(3)小灯泡额定电流
该电池短路电流 ,再串联小灯泡,电流会更小,因此不能使小灯泡正常工作。
(4)铜片锌片插入深度增加,电极与电解液接触面积增大,可以有更多的自由电荷参与导电,则电池内阻减小。
9.
【答案】(1)0~0.6A
(2) 1.47(1.44~1.49) 1.66(1.55~1.80)
(3)电流表分压
(4)d
(5)B
【详解】(1)由图乙可知,流过电流表的电流较小,所以电流表应选择0~0.6A量程;
(2)[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
变形可得
结合图线可得,
联立解得,
(3)上述实验过程中,由于电流表有内阻,所以系统误差来源是电流表分压。
(4)若考虑引起系统误差的原因,即电流表内阻对实验的影响,则
所以
由此可知,测量值图线与真实值图线斜率相等,两图线平行,但图线的纵截距的绝对值变大,所以真实值图线应位于测量图线下方。
故选d。
(5)由以上分析可得
为了减小或消除实验中的系统误差,测出电流表内阻RA,将内阻的测量值减去电流表的内阻,得到电池内阻的准确值。
故选B。
10.
【答案】(1)a点
(2) 2.5 5.0
(3)
(4)
【详解】(1)由于电源内阻较小,把单刀双掷开关置于a点时,定值电阻等效为电源内阻的一部分,增大等效电源的内阻,使得在调节电阻箱进行测量过程中,电压表示数变化明显,从而减小误差。
(2)[1][2]本实验采用伏阻法测电动势和内阻,由闭合电路欧姆定律有
根据图像的数据可以解得电动势,内阻
(3)由闭合电路欧姆定律可知,
解得
故作图像为线性关系。
(4)考虑电压表内阻后,
化简可得
纵截距
所以,测量的电动势相对误差为
重难·创新演练
设题创新:结合电阻定律(T16)、电鳗的起电斑(T17)、双电源补偿法(T18)考查测量电源电动势和内阻。
1.
【答案】(1)13.0
(2)
(3)
【详解】(1)多用电表欧姆档采用“”倍率,指针指向欧姆刻度,读数为
(2)开关闭合前,为保护电路,需让接入电路的电阻最大。由电路可知,滑片在端时,电阻丝接入长度最长,电阻最大,因此滑片置于端。
(3)[1] 根据电阻定律,接入电阻丝的电阻 根据闭合电路欧姆定律 得 可见与成线性关系,因此横轴为;
[2][3]结合图像:当时,有代入得得
2.。
【答案】(1)B
(2)
(3)
(4)偏小
【详解】(1)电路中最大电流
为了减小实验误差,电流表应选择B。
(2)设每个电源的电动势为E,根据整理得
可知为一条倾斜的直线,为了方便研究,故应作出图像。
(3)图像斜率为解得
(4)不考虑电流表内阻的影响,则图像截距可知内阻测量值
考虑电流表内阻的影响,则有整理得
可知解得可知电动势测量值偏小,根据可知,内阻真实值大于测量值r,即内阻测量值偏小。
3.
【答案】(1)1.0
(2)5.0
(3) 3.0 1.8
【详解】(1)根据欧姆定律可得并联电阻箱的阻值为;
(2)闭合开关S后,调节电阻箱的阻值,灵敏电流表 G的指针无偏转,则R0和R1串联部分两端的电压为E2,此时电流表A的读数为I=0.3A,电阻箱的读数为 R=2.2Ω,待测电源的内阻为r,由闭合电路欧姆定律 E1= E2 + I(R +r)又有E2= I(R0 + R1)滑动变阻器的滑片置于最左端,则R1=0所以
(3)[1][2]再次使灵敏电流表G的指针无偏转,则电流表的读数为I1=0.2A,电阻箱的读数为,则 E1= E2+I1(R2 +r+RA)代入数据有又有
代入数据有解得,E1= 3.0V
4
【答案】
【解析】将电流表改装为电压表时,需串联电阻,使得其满偏电流对应的电压为改装后的量程
改装后的电压表量程应满足:
其中,
假设旧干电池电动势约为,则需:
代入数据解得:
因此应选择作为
将开关闭合,用多用电表的电压挡先测量、间电压,读数不为零,可知不断开,再测量、间电压,若读数不为零,可知间不断开,则一定是间断开;若间电压为零,则导线断开;
根据串并联电路的特点,结合闭合电路欧姆定律得: ,
代入图像中两组数据、,
解得:均可,均可。
5
【答案】
偏小
【解析】在图甲是利用“半偏法”测量电压表的内阻原理图,由于电压表的内阻约,远大于,可知,滑动变阻器应选用。
电压表要改装成量程为的电压表,则有
保持滑片的位置不变,、间的电压仍为,则有,
解得。
对图乙,根据闭合电路欧姆定律得
将,代入,整理得
结合图丙得,,解得,
由于电压表分流,使得测量结果有一定的偏差,将电池和电压表、定值电阻当作等效电源,可知。
真题·实战演练
高频考点:测电源的电动势和内阻。
1.)。
【答案】(1)见解析
(2)AD
(3) 10.0
(4) 3.55
【详解】(1)根据电路图可知实物连接图如图所示
(2)AB.充电电流初始最大,逐渐衰减到0(方向为正),故A正确,B错误;
CD.电容器电压从0逐渐升高,最终稳定在最终稳定在两端的分压值,故C错误,D正确。
故选AD。
(3)[1][2]根据题图可得斜率的绝对值
放电时,电容器仅通过放电,即其对应于的阻值。
(4)[1][2]充电时,有
又,
联立可得
与对比可知,
[3]根据题图可得,
解得
2.
【答案】(1)甲
(2) 见解析 1.44/1.45/1.43 0.65/0.66/0.64
【详解】(1)因乙电路中电流表内阻对电源内阻的测量影响较大,则为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是甲;
(2)根据实验数据做出电源的U-I图像如图
[1][2]由结合图像可知
内阻
3.
【答案】(1)保护
(2)
(3) 1.47 1.3
(4)有
【详解】(1)R0与电阻箱串联,可知,R0在电路中起保护作用。
(2)根据闭合电路欧姆定律
化简可得
(3)[1][2]结合上述有
结合图(b)有,
解得,
(4)当电流传感器有内阻时,所测的电源内阻
导致电源内阻测量值偏大,即电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果有影响。
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第48讲 实验 测量电源的电动势和内阻
目录
模拟·基础演练 1
题型01 原型实验 1
题型02 创新实验 8
重难·创新演练 15
真题·实战演练 23
模拟·基础演练
考查重点:伏安法、安阻法和伏阻法测电源的电动势和内阻。
⏳题型01 原型实验
1.(2026·湖南湘潭·二模)用如图所示的电路测量电源的电动势和内阻,实验器材有待测电源(电动势约为,内阻约为)、保护电阻(阻值为)和(阻值为)、滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线若干。
实验主要步骤:
①将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
②逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数和相应电流表的示数;
③以为纵坐标、为横坐标,作图线、都用国际单位);
④求出图线斜率的绝对值和在纵轴上的截距。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用_____,电流表最好选用_____。
A.电压表(量程为,内阻约为)
B.电压表(量程为,内阻约为)
C.电流表(量程为,内阻约为)
D.电流表(量程为,内阻约为)
(2)电动势和内阻的表达式分别为_____,_____。(用已知字母表示)
2.(2026·河南省驻马店市·期末考试)为测量电源的电动势和内阻,实验小组找到如下实验器材:待测电源电动势约;电流表量程,内阻约;电压表量程,内阻;电阻箱;滑动变阻器;开关、导线若干。主要操作步骤如下:
将电压表和电阻箱串联改装成量程更大的电压表,为使改装后的电压表量程为,电阻箱的阻值应调为 。
设计如图甲所示的实验电路,闭合开关后,改变滑动变阻器的阻值,得到多组电压表示数和对应的电流表示数。某次实验时,电压表指针位置如图乙所示,此时电压表的示数为 。
若实验中电压表分流可以忽略,待测电源电动势用表示,内阻用表示,则电压表示数与电流表示数满足的关系式为: 用、、表示。
根据记录的数据,在坐标纸上作出图像如图丙所示,可得电源电动势 ,电源内阻 。计算结果均保留位有效数字
3.(2026·河北衡水·模拟预测)2026年某新能源汽车发布会上公布了第二代刀片电池技术,在能量密度、低温性能上比上一代有了很大突破。现将其中一块电池拆解出来,测量其电动势和内阻。除电池外,器材还有:多用电表;滑动变阻器;电流表(为0.50 Ω,0~0.6A);电压表(约为5 kΩ,0~5 V);以及开关S、导线若干。
(1)用多用电表粗测电池的电动势,则多用电表的红表笔应连接电源的__________(选填“正极”或“负极”);
(2)如图甲、乙所示,为保证测量结果的精确性,应选择电路图__________(选填“甲”或“乙”)来进行实验;
(3)正确操作进行实验后,得到电压表读数和对应的电流表读数,画出图像如图丙所示,、、已知,则测得电池的电动势__________,内阻__________。(用题中字母表示)。
4.(2026·甘肃·一模)实践活动中,小甘同学设计了如图1所示的电路,用来测量水果电池的电动势和内阻。当单刀双掷开关分别接1和2时,测得如图2所示的、两条图线。
(1)当开关接2时,由图线可知,测得水果电池的电动势______V,内阻______(内阻值结果保留整数);
(2)当开关接2时,测得水果电池的内阻与真实值相比,______(选填“大于”“小于”或“等于”),其原因是_______(选填“电压表分流”或“电流表分压”);
(3)小甘同学进一步研究发现,由于电流表、电压表内阻的影响,两种方法测得的水果电池的内阻均存在误差,但结合两次实验数据,可得出水果电池内阻的真实值为______(结果保留整数)。
5.(25-26高三上·河北·期中)某实验小组设计了图甲所示电路测量一个旧电池的电动势和内阻。
(1)请用笔画线代替导线将图乙所示的实物图补充完整_______。
(2)先后分别将单刀双掷开关S与1和2接通,然后闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录多组对应电压表示数U和电流表示数I的值,并分别描点作图得到丙、丁两个U-I图像,其中_______(填“丙”或“丁”)图是单刀双掷开关掷于1位置时得到的;分析图丙、丁可知,此电池的电动势为 _______,内阻为_______。(均选用U1,I1,U2,I2表示)
(3)该小组成员发现通过实验还可以得到电流表和电压表的内阻,计算得出电流表的内阻RA= _______,电压表的内阻 RV= _______。
⏳题型02 创新实验
6.(2026·湖南衡阳·模拟预测)某实验小组的同学们利用图甲所示的电路来测量某电池的电动势E、内阻r。已知电流表内阻。连接好器材后,该同学进行了下列操作:
(1)保持和闭合,电阻箱的阻值不变,调节电阻箱R的阻值,记录下电阻箱R的阻值及对应的电流表的示数,得到多组R、I数据,绘制图像如图乙所示。若测得,则该新型电池的电动势为________V,内阻为________Ω。(结果均保留2位有效数字)
(2)小组中的小明同学发现电阻箱R的最大阻值很大,利用这个实验装置还可以测量另一电流表的内阻。他首先断开和,先将电阻箱R的阻值调到________(填“最大阻值”或“零”),闭合,调节电阻箱R的阻值,使电流表的指针指在满偏刻度,再将闭合,调节电阻箱的阻值为时,电流表的指针指在满偏刻度的四分之三处,则此电流表的内阻=________(用表示)。
7.(2026·湖南·二模)如图1所示的电路,是一段粗细均匀的金属丝,触头在金属丝上滑动时可以改变接入电路中的电阻,图中定值电阻的阻值已知。利用这一电路可以测量金属丝的电阻率以及电源的电动势和内阻。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,然后计算得到其横截面积为。
(2)闭合开关和,从端向端滑动触头,记录接入电路中的金属丝长度以及对应的电压表读数,根据闭合电路欧姆定律可知___________(用、、、、表示),作出图像如图2中的①所示,图线的纵截距为,斜率为,可得电源电动势___________。
(3)闭合开关,断开开关,再次从端向端滑动触头,作出图像如图2中的②所示,且图线的斜率为。
(4)根据以上步骤可得电源的内阻___________,金属丝的电阻率___________。
8.(2026·陕西宝鸡·模拟预测)将铜片和锌片相隔一定距离插入盛有橙汁的玻璃器皿中,可以制成橙汁电池。利用如图1所示的电路可以研究该橙汁电池的电动势和内阻,其原理图如图2所示。其中为电流表,为电阻箱。
(1)忽略电流表的内阻,多次改变电阻箱的值,得到不同的电流表的示数,据此作出的图像如图3所示,则可知该橙汁电池的电动势为________,内阻为________(结果均保留3位有效数字)。
(2)若考虑电流表的内阻,则与不考虑电流表的内阻相比,测得的橙汁电池的电动势将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”),内阻将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)该橙汁电池________(选填“能”或“不能”)使一个“”的小灯泡正常工作。
(4)若保持其他条件不变,仅将铜片和锌片插入橙汁的深度增加,则该橙汁电池的内阻将________(选填“增大”“不变”或“减小”)。
9.(2026·河南·二模)某同学测量一节电池的电动势和内阻,实验电路如图甲所示。
(1)在连接电流表时,该同学应选择______(选填“0~0.6A”或“0~3A”)的量程;
(2)连接好电路后,实验中测得电流表的读数I,读出对应电阻箱的阻值R,并计算出的值,然后在坐标纸上作出图像如图乙所示。根据图像中的数据可以计算出该电池的电动势为______V,内阻为______Ω。(结果均保留三位有效数字)
(3)上述实验中的系统误差来源是___________________________________。
(4)考虑到引起系统误差的原因后,该同学对测量值进行了修正,如图丙所示,得到更准确的图像是图像______(选填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(5)为了减小或消除实验中的系统误差,该同学可以采取的做法是( )
A.通过多次测量,得到多组电动势、内阻的测量值E和r,然后取平均值
B.测出电流表内阻RA,将内阻的测量值减去电流表的内阻,得到电池内阻的准确值
C.测出电流表内阻RA,将电动势的测量值加上电流表的分压IRA,得到电动势的准确值
10.(2026·安徽合肥·模拟预测)某同学利用如图甲所示电路测量电源的电动势和内阻(电动势约为3 V,内阻约为4 Ω),其中电压表V量程0~3 V、定值电阻电阻箱R(0~999.9 Ω)。
(1)为使实验时电压表的示数变化范围更大,应将单刀双掷开关应置于_____(填写“点”或“点”)。
(2)结合(1)进行实验并描绘出对应的图像如图乙所示,根据图像数据计算可得电源电动势_____,内阻_____;(结果均保留两位有效数字)。
(3)某同学在连接实物图时不小心将电压表接到定值电阻的两端,如图丙所示,若该同学想通过画线性图像处理实验数据,应该画_____图像(选填“”或“”)。
(4)若图甲的电压表的内阻为,考虑电压表内阻后,计算得到的电源电动势为,电源内阻为。则由(2)测量的电动势相对误差为_____。
重难·创新演练
设题创新:结合电阻定律(T16)、电鳗的起电斑(T17)、双电源补偿法(T18)考查测量电源电动势和内阻。
1.(2026·河南驻马店·模拟预测)晓强利用如图甲所示的电路测量了电源的电动势和内阻,为一段粗细均匀的电阻丝,电阻丝的电阻率和定值电阻均已知。
实验时进行了如下操作:
①晓强首先用多用电表“”的倍率粗略测量了电阻丝的阻值,读数如图乙所示;
②闭合开关前,将滑片置于合适的位置,用螺旋测微器测量电阻丝的直径,通过移动滑片的位置,测量电阻丝接入电路的长度,并读出相对应的电压表的读数;
③通过②中记录的多组实验数据,利用图像处理实验数据。
(1)操作①中,多用电表的读数为_____;
(2)操作②中,电键闭合前,滑片应置于____(填“”或“”)端;
(3)为了得到如图丙所示的图像,则图像的横轴应为_______(填“”“”或“”);由图像可知,电源的电动势_______,电源的内阻_______(用题中的已知量和测量量表示)。
2.(2026·内蒙古赤峰·模拟预测)电鳗是一种放电能力很强的淡水鱼类,它能借助分布在身体两侧肌肉内的起电斑产生电流。每个起电斑的电动势约为0.15V,内阻约为0.25Ω。某兴趣小组为了测量一个起电斑的电动势和内阻,设计电路如图。利用串联稳压电源模组来模拟电鳗的起电斑,每个电源相当于一个起电斑。可利用的器材有:
A.稳压电源模组
B.电流表(0~0.6A)
C.电流表(0~3.0A)
D.定值电阻R=4.0Ω
E.开关S和导线若干
(1)为了减小实验误差,电流表应选择________(选填“B”或“C”)。
(2)实验步骤如下:
①按图连接电路;
②将金属夹接1,即有n个电斑接入电路,此时记录电源数量n,闭合开关S,记录电流表示数I,断开开关S;
③将金属夹依次接2、3、4、5位置,记录各组I、n的值,描点作出________(选填“n”或者“”)图线;
(3)已知图线的斜率为k,则每个电源的电动势为________(用R,k表示);
(4)实验时,由于电流表内阻的影响,电源内阻的测量值________(选填“偏大”或者“偏小”)。
3.(2026·河北廊坊·一模)某物理小组利用如图所示的装置做“测量电源的电动势和内阻”实验时,现有器材:
待测电源约为,内阻约为);
标准电源为,内阻不计);
两个灵敏电流表(量程为,内阻为);
定值电阻(阻值约为);
两个电阻箱(最大阻值);
滑动变阻器(最大阻值);
开关,导线若干。
(1)把其中一个灵敏电流表与一电阻箱并联改装成量程为的电流表,则需调节电阻箱的阻值为_____;
(2)按照如图所示电路图安装器材,滑动变阻器的滑片置于最左端,闭合开关后,调节电阻箱的阻值,灵敏电流表的指针无偏转,测得此时电流表的读数为,电阻箱的读数为,则的阻值大小为______;
(3)调节滑动变阻器滑片的位置,同时调节电阻箱的阻值,再次使灵敏电流表的指针无偏转,测得此时电流表的读数为,电阻箱的读数为,根据上述测量数据可计算得到待测电源的电动势为_____,内阻为_____。
4.(2026·重庆市市辖区·其他类型)某同学准备测量一节旧干电池的电动势和内电阻,手头有两只电流表,但无电压表。现将内阻为、量程为的电流表改装成合适量程的电压表,连接成如图甲的电路进行实验,其中。
现有如下三个不同阻值的电阻,应选 作为图甲中的与串联后当成电压表使用。
A.
B.
C.
按图甲连接电路后,发现、和三条导线中,有一条导线内部断开。为了找出这条导线,将开关闭合,用多用电表的电压挡先测量、间电压,读数不为零,再测量、间电压,若读数不为零,则一定是 导线断开若读数为零,则一定是 导线断开。
排除故障后,通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表和的多组、数据,作出图像如图乙。由图像得到的电池的电动势 ,内阻 。结果均保留两位小数
5.(2026·湖北省·单元测试)某班级分若干个学习小组,通过实验测量儿童电动车电池的电动势约为Ⅴ和内阻,但实验器材中发现电压表量程较小。可提供的器材有:
A.电压表量程∽,内阻约为
B.电压表量程∽,内阻约为
C.电阻箱∽
D.滑动变阻器∽
E.滑动变阻器∽
F.定值电阻阻值为
G.定值电阻阻值为
H.开关和若干导线
请回答下列问题:
如图甲所示电路,想将电压表改装成量程为的电压表。
滑动变阻器应选用 选填“”或“”
将滑动变阻器滑片移至最右端,将电阻箱阻值调为零,闭合开关,调节滑片,使电压表的指针刚好满偏
保持滑片的位置不变,调节电阻箱,使电压表的示数为 ,在不改变电阻箱的情况下,电压表与电阻箱串联后将会改装成量程为的电压表。
利用图乙电路测量电池的电动势和内阻,多次移动滑片,可获得电压表、的多组数据、,描绘出图像如图丙所示,则电池的电动势 ,内阻
若考虑电表内阻的影响,电动势的测量值与真实值相比 选填“偏大”“偏小”或“不变”。
真题·实战演练
高频考点:测电源的电动势和内阻。
1.(2026·河南·高考真题)某实验小组探究电容器充放电特性并测量新能源电池的电动势,图1为设计的电路原理图。实验器材有:电池(电动势,内阻不计),定值电阻、(阻值均未知),电容器,电流传感器(内阻可忽略),电压传感器(内阻很大),数据采集分析系统,开关S,导线若干等。完成下列问题:
(1)根据图1所示原理图,完成图2中实物图的连线。
(2)使电流传感器和电压传感器正常工作,闭合S,给电容器充电,直至电压传感器示数稳定。然后断开S,电容器放电。图中A、B、C、D为电流传感器和电压传感器采集的电流-时间()和电压-时间()图像,属于充电过程的是__________(填写图像对应的标号)。
A. B.
C. D.
(3)经数据采集分析系统合成,得到电容器在充放电过程中的图像,如图3所示。设放电过程PQ段的斜率为,由图作直线可得__________(保留3位有效数字),其对应于__________的阻值(填“”或“”)。
(4)对充电过程MN段,设流经、的电流分别为和,则。电容器两端电压可表示为,其中斜率__________(用、表示),截距__________(用、、 表示)。由图3作直线求出和,得________V(保留3位有效数字)。
2.(2025·浙江·高考真题)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中,
(1)为了减小测量误差,如图所示的电路中应该选择的是___________(选填“甲”或“乙”);
(2)通过调节滑动变阻器,测得多组U、I数据,记录于下表。试在答题纸上的方格纸中建立合适的标度,描点并作出图像___________,由此求得电动势___________V,内阻___________。(结果均保留到小数点后两位)
次数
1
2
3
4
5
U/V
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
I/A
0.14
0.22
0.30
0.37
0.45
3.(2025·湖北·高考真题)某实验小组为测量一节干电池的电动势E和内阻r,设计了如图(a)所示电路,所用器材如下:干电池、智能手机、电流传感器、定值电阻R0、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路,将智能手机与电流传感器通过蓝牙无线连接,闭合开关S,逐次改变电阻箱的阻值R,用智能手机记录对应的电流传感器测得的电流I。回答下列问题:
(1)R0在电路中起______(填“保护”或“分流”)作用。
(2)与E、r、R、R0的关系式为______。
(3)根据记录数据作出图像,如图(b)所示。已知R0=9.0Ω,可得E=______V(保留三位有效数字),r=______Ω(保留两位有效数字)
(4)电流传感器的电阻对本实验干电池内阻的测量结果______(填“有”或“无”)影响。
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