2025年高考物理一轮总复习考点培优训练 (54).docVIP

提能训练练案[54]

1．(2024·甘肃卷)精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表(量程0～1.5V，内阻约为1.5kΩ)、电流表(量程0～0.6A)、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。

(1)考虑电流表内阻影响

①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻RA＝________Ω(保留2位有效数字)。

②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和RA表示，则干电池电动势E＝U＋________(用I、r和RA表示)。

③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的U－I图像。则待测干电池电动势E＝________V(保留3位有效数字)，内阻r＝________Ω(保留1位小数)。

(2)考虑电压表内阻影响该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是________(单选，填正确答案标号)。

A．电路设计会损坏仪器

B．滑动变阻器接法错误

C．电压太大无法读数

D．电流太小无法读数

[答案](1)①1.0②I(r＋RA)③1.401.0(2)D

[解析](1)①由题图2可知，电压表读数U0＝0.60V，

电流表读数I0＝0.60A，根据欧姆定律可得电流表内阻RA＝eq\f(U0,I0)＝eq\f(0.60,0.60)Ω＝1.0Ω。

②由闭合电路欧姆定律可知，干电池电动势E＝U＋I(r＋RA)。

③将E＝U＋I(r＋RA)变形可得U＝－(r＋RA)I＋E，结合题图4可知，纵截距b＝E＝1.40V，斜率的绝对值|k|＝r＋RA＝eq\f(1.40－1.00,0.20－0)Ω＝2.0Ω，所以电源内阻r＝2.0Ω－RA＝1.0Ω。

(2)由于将电压表串联接在电路中，电压表内阻很大，所以电路中电流很小，故无法完成实验的原因是电流太小无法读数，D正确。

2．在测量电源电动势和内阻的实验中，实验室提供了如下器材和参考电路：

电压表V1(量程3V，内阻约6kΩ)

电压表V2(量程1V，内阻约6kΩ)

电流表A1(量程0.6A，内阻约0.1Ω)

电流表A2(量程2mA，内阻约1Ω)

滑动变阻器R1(最大阻值3kΩ)

滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)

定值电阻R3(阻值1Ω)

开关，导线若干

(1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0V)和内阻(约500Ω)。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。

(2)乙同学想要测量一节新干电池的电动势和内阻。选用合适器材后，应选择最优电路________(填写参考电路对应的字母)进行测量。

(3)乙同学将测得的数据在坐标纸上描点，如图所示。请画出U－I图像，根据图像可知电动势E为________V，内阻r为________Ω。(小数点后保留两位)

[答案](1)A(2)C(3)见解析图1.480.09

[解析](1)马铃薯电池的电动势较小，题图B中电压表分流，所以电流表测量的干路电流偏小，则电动势测量值偏小，所以不宜选用；选择题图A测量的干路电流I准确，根据闭合电路欧姆定律E＝U＋Ir可知，当I＝0时，断路电压即为电动势，所以题图A能准确测量马铃薯电池的电动势，内阻测量偏大，为电流表和马铃薯电池的内阻之和，但因为马铃薯电池的内阻远大于电流表内阻，所以误差较小，故选题图A。

(2)新的干电池内阻较小，所以需要给电池串联一个定值电阻R3，方便测量，而题图D中测量的内阻为电流表内阻、电源内阻和定值电阻R3之和，因为干电池内阻较小，所以内阻的测量会引起较大误差，所以选择题图C。

(3)作出U－I图像如图所示。

根据闭合电路的欧姆定律E＝U＋Ir变形得U＝E－Ir，则图线纵截距即为电池电动势，故E≈1.48V，

根据图像斜率可知r′＝R3＋r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1.0－1.48,0.44)))Ω≈1.09Ω，

则电池内阻r＝r′－R3＝1.09Ω－1Ω＝0.09Ω。

3．(2025·浙江高三校联考)某实验小组用以下方案测量电源电动势E和内阻r。

(1)先截取了一段长为60cm的电阻丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹可在金属丝上移动，如图1所示。将金属夹移至金属丝最右端，先用伏安法测定该电阻丝的电阻，部分电路如图2所示。小组同学采用试触的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数没有明显变化。据此判断另一端应该接在________(填写“B”或“C”)点。按照正确方法测量后，测得