2025版高考物理专题62实验：测定电源的电动势和内阻练习含解析.docxVIP

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专题62试验：测定电源的电动势和内阻

1．图象法处理数据是本试验重点．依据闭合电路欧姆定律找出图象的函数关系式，从而确定图象斜率、截距等的意义.2.明确试验中目标测量量与实际测量量的关系，进行误差分析．

1．(2024·江苏盐城市三模)在“测量蓄电池的电动势和内阻”试验中：

(1)小明按图1甲所示的电路图进行试验操作，调整滑动变阻器测得5组电流和电压的数据，如表中所示．

电流I/A

1.72

1.35

0.98

0.63

0.34

电压U/V

1.88

1.92

1.93

1.97

1.99

图1

①请在图乙中作出蓄电池路端电压U随电流I改变的U－I图象；

②依据U－I图象得到蓄电池电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留小数点后两位)

(2)试验时，小明进行了多次测量，耗费了较长时间，测量期间始终保持电路闭合．其实，从试验误差考虑，这样的操作不妥，因为____________________________________．

(3)小明再次试验时发觉电流表坏了，于是移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器．重新连接试验电路，仍旧通过U－I图象处理试验数据，测得电动势和内阻的值．

①请在图丙虚线框中连接出相应的电路；

②简要说明得到U－I图象中电流I数据的方法______．

答案(1)①见解析图②2.030.09(2)干电池长时间运用后，电动势和内阻会发生改变，导致试验误差增大

(3)①电路连接见解析②I＝eq\f(U,R)

解析(1)①画出的U－I图象如图；

②由图线与纵坐标的交点可知：

E＝2.03V

r＝eq\f(ΔU,ΔI)＝eq\f(2.03－1.88,1.72－0)Ω≈0.09Ω.

(2)干电池长时间运用后，电动势和内阻会发生改变，导致试验误差增大．

(3)①移去电流表，同时用电阻箱R替换滑动变阻器，重新连接电路，电路图及电路连接如图所示：

②依据①电路图和欧姆定律得I＝eq\f(U,R).

2．某同学利用以下器材测量一节干电池的电动势和内阻，试验原理如图2甲所示．

图2

电压表V(量程3V，内阻约为10kΩ)

电流表G(量程3mA，内阻Rg＝100Ω)

滑动变阻器R(阻值范围0～10Ω，额定电流2A)

定值电阻R0＝0.5Ω

开关S和导线若干

(1)该同学将电流表G与定值电阻R0并联，事实上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是________A(结果保留一位有效数字)．

(2)该同学利用上述试验原理图进行试验测得多组数据，以电流表G的读数I为横轴，以电压表V的读数U为纵轴，绘出了如图乙所示的图线，依据图线可求出干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(结果均保留到小数点后两位)

(3)这样测得的电动势________，内阻________．(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)

答案(1)0.6(2)1.48(1.47～1.49均可)0.84(0.76～0.90均可)(3)偏小偏小

解析(1)当电流表G的指针达到满偏时，定值电阻R0中的电流IR0＝eq\f(IgRg,R0)＝0.6A，改装后的电流表对应的量程为Im＝Ig＋IR0＝3mA＋0.6A＝0.603A≈0.6A.

(2)电流表改装后其量程扩大了200倍，即电路中的总电流是电流表读数的200倍，由闭合电路欧姆定律有E＝U＋200Ir，比照题图乙，变换为U＝E－200r·I，图线在纵轴的截距等于干电池的电动势，E＝1.48V，图线的斜率的肯定值为200r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.48－1.06,2.5×10－3)))Ω，解得内阻r＝0.84Ω.

(3)由于电压表不是志向电表，则实际通过电池的电流大于改装后电流表的读数，可知测得的电动势偏小，内阻偏小．

3．(2024·四川眉山市诊断)同学们利用西红柿自制了水果电池，现在通过试验测量水果电池的电动势和内阻，

(1)甲同学采纳图3(a)测量电路测量水果电池的电动势，用3V电压表测量结果如图(b)所示，读数为______V，测量结果比水果电池电动势________(选填“偏小”“偏大”或“相等”)．

图3

(2)试验室可供应以下器材，乙同学设计了电路图测量水果电池电动势和内阻．

微安表(0～300μA，内阻Rg＝100Ω)；电阻箱R(0～9999Ω)；开关一个；导线若干．

①请在如图(c)所示的虚线框中画出乙同学设计的电路图；

②同学们完成了试验数据记录，通过图象法来分析数据，作出R与eq\f(1,I)的图象如图(d)所示，则电源电动势为________，水果电池的内阻为_____