新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第9单元13测量电源的电动势和内阻(人教版)

这是一份新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第9单元13测量电源的电动势和内阻(人教版)，共6页。试卷主要包含了6 A,内阻约1 Ω);等内容，欢迎下载使用。
1.某同学分别用图1甲和图1乙的电路测量同一节干电池的电动势和内阻。
(1)请在虚线框中画出图1乙的电路图;
图1

(2)某次测量时电流表和电压表的示数如图2所示,则电流I= A,电压U= V;
(3)实验得到如图3所示的两条直线,图中直线Ⅰ对应电路是图1 (选填“甲”或“乙”);
(4)该电池的电动势E= V(保留3位有效数字),内阻r= Ω(保留2位有效数字)。
图2
图3
2.实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5 V,内阻小于1 Ω);
电压表V(量程0~3 V,内阻约3 kΩ);
电流表A(量程0~0.6 A,内阻约1 Ω);
滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω);
定值电阻R1(阻值2 Ω);
定值电阻R2(阻值5 Ω);
开关一个,导线若干。
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是 。(填正确答案标号)
甲
乙
A.电压表分流
B.干电池内阻较小
C.滑动变阻器最大阻值较小
D.电流表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数据如下表所示。
请根据实验数据,回答以下问题:
①如图丙所示的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像。
丙
②根据实验数据可知,所选的定值电阻为 (选填“R1”或“R2”)。
③用笔画线代替导线,请按照改进后的方案,将下面的实物图连接成完整电路。
丁
B组 综合提升
3.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。
甲
乙
(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图像(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由图像可以求得被测电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(结果保留2位小数)
丙
4.一实验小组要测量某电源的电动势和内阻。所用器材有:电压表(量程0~1 V,内阻未知),电阻箱(最大阻值9 999.9 Ω),定值电阻R01=300 Ω,定值电阻R02=3 000 Ω。先利用如图甲所示的电路测量电压表的内阻,再利用如图乙所示的电路测量电源的电动势和内阻(甲、乙两图中使用的是同一电源)。
(1)按图甲所示连接好电路,将电阻箱的阻值调到最大,闭合开关S,调节电阻箱,当电压表示数为0.5 V时,电阻箱接入电路的阻值为7 470 Ω;继续调节电阻箱,当电压表示数为1 V时,电阻箱接入电路的阻值为2 985 Ω。若忽略电源内阻的影响,则电压表的内阻为 Ω。
(2)图乙所示电路中,用定值电阻R0扩大电压表的量程,使其接近电源电动势,则应选取 (选填“R01”或“R02”)。
(3)将图乙电路中S闭合,调节电阻箱的阻值R,读取电压表对应的示数U(原刻度盘没变),利用R、U数据绘制图像如图丙所示,所得图线为直线,其纵截距为a,直线上某点的坐标为(c,b),原电压表内阻用RV表示,定值电阻的阻值用R0表示,忽略改装后电压表对电路的影响,则电源电动势的测量值可表示为 ,内阻的测量值可表示为 。
丙
参考答案
实验练13 测量电源的电动势和内阻
1.答案 (1)见解析图
(2)0.40 1.30
(3)乙
(4)1.52 0.54
解析 (1)按照图1乙电路画出电路图如图所示。
(2)由题图可知,电压表量程选择0~3V,电流表量程选择0~0.6A,根据电流表和电压表读数规则,电流I=0.40A,电压U=1.30V。
(3)图1甲的电路将电流表与干电池串联,测量出来的干电池内阻实际为干电池内阻与电流表内阻之和,对应图线的斜率绝对值较大,所以图3中直线Ⅱ对应电路为图1甲电路,直线Ⅰ对应电路为图1乙电路。
(4)根据实验图像与纵轴交点的纵坐标为电池电动势,可知该电池的电动势E=1.52V,由图3中直线Ⅰ的斜率绝对值可得电池内阻r=0.54Ω。
2.答案 (1)B (2)①图见解析 ②R1 ③图见解析
解析 (1)根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir,整理可得U=-rI+E,故U-I图像斜率的绝对值表示电源内阻大小,由图乙可知电压表示数变化小即U-I图像斜率小,原因是干电池内阻太小,故只有选项B正确。
(2)①先根据表格数据把各点位置在图中找出,然后采用拟合的方法用直线连接各点得到如图甲所示的图像,注意要把图像延长至坐标轴,便于求截距和斜率。
甲
②改进实验时,为了使电压表示数变化明显,需要把一个定值电阻与电源串联,将定值内阻看成等效电源的内阻一同测量,由作出的U-I图像可得斜率约为2.6Ω,故实验中与电源串联的电阻只能为R1。
③结合解析②可知,实物图连接如图乙所示。
乙
3.答案 (1)见解析图 (2)1.50 0.50
解析 (1)根据电路原理图完成实物连线如图所示:
(2)电路原理图中电阻R1与电流表G组成电压表,根据闭合电路欧姆定律得
E=I1(R1+Rg)+(I1+I2)(R0+r)
整理得I1=I2
由题图丙可知=1.5mA,=1.5×10-3
代入数据解得E=1.50V,r=0.50Ω。
4.答案 (1)1 500 (2)R02 (3)
解析 (1)在忽略电源内阻的情况下,电压表与电阻箱的电压之和为定值,有U1+R1=U2+R2,解得RV=1500Ω。
(2)电源的电动势E=U1+R1=2.99V,要扩大电压表的量程,使其接近电源电动势,根据串联电路的分压特点有,解得R0=2985Ω,故定值电阻应选R02。
(3)根据闭合电路欧姆定律有E=U+U·,变形得,结合图丙可知=a,解得E=,r=。序号
1
2
3
4
5
6
7
I/A
0.08
0.14
0.20
0.26
0.32
0.36
0.40
U/V
1.35
1.20
1.05
0.88
0.73
0.71
0.52