2025高考物理一轮总复习第10章恒定电流实验12测定电源的电动势和内阻提能训练

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电压表V1(量程3 V，内阻约6 kΩ)
电压表V2(量程1 V，内阻约6 kΩ)
电流表A1(量程0.6 A，内阻约0.1 Ω)
电流表A2(量程2 mA，内阻约1 Ω)
滑动变阻器R1(最大阻值3 kΩ)
滑动变阻器R2(最大阻值10 Ω)
定值电阻R3(阻值1 Ω)
开关，导线若干
(1)甲同学想要测量马铃薯电池的电动势(约1.0 V)和内阻(约500 Ω)。选用合适器材后，应选择最优电路 A (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 C (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 1.48 V，内阻r为 0.09 Ω。(小数点后保留两位)
[答案] (3)见解析图
[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≈1.48 V，
根据图像斜率可知r′＝R3＋r＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(\f(1.0－1.48,0.44))) Ω≈1.09 Ω，
则电池内阻r＝r′－R3＝1.09 Ω－1 Ω＝0.09 Ω。
2．在测定电池的电动势和内阻的实验中，提供有下列器材。
A．电流表G(满偏电流3 mA，内阻10.0 Ω)
B．电流表A(0～0.6 A、0～3 A，内阻未知)
C．滑动变阻器R(0～20.0 Ω，1 A)
D．定值电阻R0(阻值1.0 Ω)
E．定值电阻R1(阻值990.0 Ω)
F．开关与导线若干
G．待测电池E(电动势约为1.5 V，内阻较小)
(1)某同学根据现有的实验器材，设计了如图甲所示的电路，请你按照电路图在图乙上完成实物连线。
(2)图丙为该同学根据上述设计的实验电路测出的数据作出的I1－I2图线(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)，则由图线可以求得被测电池的电动势E＝ 1.50 V，内阻r＝ 0.50 Ω。(结果保留2位小数)
(3)分析误差可知：E测 < E真，r测 < r真(填“>”“＝”或“