2025新高考方案一輪物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十七)　測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻

2025新高考方案一輪物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十七)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十七)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1．(2024·南昌高三聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組想用伏安法測(cè)量在光照一定的情況下某太陽(yáng)能電池的電動(dòng)勢(shì)E(約3V)并探究其內(nèi)阻的變化特性。設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示，電路中R0＝4Ω，電流表的內(nèi)阻忽略不計(jì)。(1)電路中定值電阻R0的作用是____________。(2)實(shí)驗(yàn)小組調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器測(cè)得多組電壓和電流數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)紙上描繪出光照一定情況下，電壓U與電流I的關(guān)系如圖乙，由圖像可知，當(dāng)電流為0≤I≤150mA時(shí)，U與I成線(xiàn)性關(guān)系。則該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，在滿(mǎn)足U與I成線(xiàn)性關(guān)系的條件下，該電池的內(nèi)阻r＝________Ω。(均保留兩位有效數(shù)字)(3)當(dāng)電流大于150mA時(shí)，隨著電流增大，電池的內(nèi)阻________(選填“增大”“減小”或“不變”)；當(dāng)電壓表(可視為理想電壓表)的示數(shù)為0.5V時(shí)，電池的輸出功率為_(kāi)_______W(保留兩位有效數(shù)字)。2．(2024·汕頭高三檢測(cè))某同學(xué)為研究水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，利用獼猴桃做的水果電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)他先后用電壓表(量程為0～3V)和數(shù)字多用電表的直流電壓2V擋(其內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電壓表的內(nèi)阻)直接測(cè)量了水果電池兩端的電壓，如圖1和圖2所示，則該水果電池的電動(dòng)勢(shì)更接近________________(選填“電壓表”或“數(shù)字多用電表”)測(cè)量的值，其值為_(kāi)_______V；(2)為了估算該水果電池的內(nèi)阻，該同學(xué)需進(jìn)一步測(cè)量電壓表的內(nèi)阻RV，以一節(jié)內(nèi)阻不計(jì)的干電池為電源組成測(cè)量電路如圖3所示，改變電阻箱的阻值R，并讀出電壓表的讀數(shù)U，作出R-eq\f(1,U)圖像如圖4所示，則電壓表的內(nèi)阻為_(kāi)_______(用圖4中所給字母表示)；(3)若該電壓表的內(nèi)阻為3.2kΩ，則可估算該水果電池的內(nèi)阻約為_(kāi)_______kΩ(保留兩位有效數(shù)字)。3．(2024·廣東茂名六校聯(lián)考)某同學(xué)想粗測(cè)一段金屬絲的電阻率和一內(nèi)阻為r的電源的電動(dòng)勢(shì)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬絲橫截面的直徑d，其示數(shù)如圖甲所示。②用多用電表歐姆擋“×1”倍率對(duì)定值電阻R0的阻值進(jìn)行測(cè)量，正確調(diào)零后，指針偏轉(zhuǎn)如圖乙所示。③用如圖丙所示的電路來(lái)測(cè)量此段金屬絲的電阻率，P是鱷魚(yú)夾，用來(lái)調(diào)節(jié)接入電路中的金屬絲的長(zhǎng)度L。閉合開(kāi)關(guān)，從左向右逐漸改變鱷魚(yú)夾的位置，記錄鱷魚(yú)夾每一個(gè)位置對(duì)應(yīng)的金屬絲的接入電路的長(zhǎng)度L以及對(duì)應(yīng)的電流表A的示數(shù)I，得到多組I和L的數(shù)據(jù)。(1)圖甲中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為d＝________mm，圖乙電表的讀數(shù)為R0＝________Ω。(2)以L(fǎng)為縱軸，以________(填“I”或“I－1”)為橫軸，建立平面直角坐標(biāo)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線(xiàn)，作出的圖像為如圖丁所示的傾斜直線(xiàn)。(3)若圖丁中傾斜直線(xiàn)的斜率為k、縱截距大小為a，則電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________，金屬絲的電阻率ρ＝________。(用題目中所給的物理量的符號(hào)表示)4．(2024·成都高三模擬)某同學(xué)利用如圖甲所示的電路圖測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，其中定值電阻R0的阻值約為20Ω，電阻箱R的調(diào)節(jié)范圍為0～99.9Ω，電壓表V1、V2的量程分別為3V、6V，兩電表的內(nèi)阻很大。實(shí)驗(yàn)時(shí)該同學(xué)完成了如下的操作：(1)組裝好實(shí)驗(yàn)器材后，將電阻箱的阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱使電壓表V1的指針指到滿(mǎn)偏，再增大電阻箱的阻值，讀出兩電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2，反復(fù)調(diào)節(jié)記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(2)為了準(zhǔn)確測(cè)量R0的阻值，該同學(xué)利用(1)中的數(shù)據(jù)建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并繪制圖像，則圖像與縱軸的交點(diǎn)應(yīng)為_(kāi)______；電路圖甲中定值電阻的阻值R0＝_______Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)該同學(xué)又利用(1)中的數(shù)據(jù)建立如圖丙所示的坐標(biāo)系并繪制圖像，由圖像可知該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)；內(nèi)阻r的測(cè)量值與真實(shí)值相比將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。5．新能源汽車(chē)已經(jīng)普遍走進(jìn)了我們的生活，某研究小組在專(zhuān)業(yè)師傅的指導(dǎo)下測(cè)量新能源汽車(chē)中一塊電芯的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r?，F(xiàn)有如下器材：一個(gè)電阻箱、一個(gè)電流表、一個(gè)定值電阻(R0已知)、開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線(xiàn)、一塊電芯、坐標(biāo)紙和刻度尺。(1)研究小組將其中一塊電芯按圖甲連接電路，閉合開(kāi)關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄下電阻箱阻值R和電流表電流I，并作出eq\f(1,I)-R圖線(xiàn)如圖乙所示，圖線(xiàn)的縱截距為a，斜率為k1，則這塊電芯的電動(dòng)勢(shì)E＝________，內(nèi)阻r＝________。(2)利用圖甲所示電路測(cè)得的內(nèi)阻r測(cè)與真實(shí)值r真相比，r測(cè)________r真(填“大于”“等于”或“小于”)，該誤差屬于________(填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”)。(3)為優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，研究小組再按圖丙組裝電路，閉合開(kāi)關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記錄下電阻箱阻值R和電流表電流I，電流表有內(nèi)阻，作出eq\f(1,I)-R圖線(xiàn)(如圖丁)，其斜率為k2，則一塊電芯的內(nèi)阻r真＝__________。(用k1、k2和R0表示)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十三)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題A卷——質(zhì)量水平評(píng)價(jià)1．(2024·揚(yáng)州統(tǒng)考三模)真空中靜止的均勻帶正電的球體，其半徑為R，場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑方向分布如圖所示，靜電力常量為k，球外電場(chǎng)可以看成是電荷量全部集中于球心處的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，則()A．r1和r2兩處電勢(shì)相等B．球體表面處電勢(shì)最高C．r1和r2兩處電勢(shì)差為E0(r2－r1)D．該球所帶的電荷量為Q＝eq\f(E0r22,k)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十四)電流電阻電功電功率1．如圖所示，一根均勻帶電的長(zhǎng)直橡膠棒沿其軸線(xiàn)方向做速度為v的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。已知棒的橫截面積為S，單位長(zhǎng)度所帶的電荷量為－q。由于棒的運(yùn)動(dòng)而形成的等效電流()A．大小為qv，方向與v相同B．大小為qv，方向與v相反C．大小為qSv，方向與v相同D．大小為qSv，方向與v相反2．(2024·鄭州高三質(zhì)檢)如圖所示為一種心臟除顫器的原理圖，在一次模擬治療中，將開(kāi)關(guān)S接到位置1，電容器充電后電壓為6kV；將開(kāi)關(guān)S接到位置2，電容器在2ms內(nèi)通過(guò)人體完成放電，已知電容器的電容為30μF，則這次放電通過(guò)人體組織的平均電流為()A．90A B．60AC．9A D．6A3．砷化鈮納米帶材料具有較高的電導(dǎo)率，據(jù)介紹該材料的電導(dǎo)率是石墨烯的1000倍。電導(dǎo)率σ就是電阻率ρ的倒數(shù)，即σ＝eq\f(1,ρ)。下列說(shuō)法正確的是()A．材料的電導(dǎo)率越小，其導(dǎo)電性能越強(qiáng)B．材料的電導(dǎo)率與材料的形狀有關(guān)C．電導(dǎo)率的單位是eq\f(1,Ω·m)D．電導(dǎo)率大小與溫度無(wú)關(guān)4．甲、乙、丙三個(gè)長(zhǎng)度、橫截面積都相同的金屬導(dǎo)體分別接入電路后各自進(jìn)行測(cè)量，把通過(guò)上述導(dǎo)體的電流I、導(dǎo)體兩端電壓U在U-I坐標(biāo)系中描點(diǎn)，O為坐標(biāo)原點(diǎn)，甲、乙、丙三個(gè)點(diǎn)恰好在一條直線(xiàn)上，如圖所示，則下列表述正確的是()A．甲的電阻率最小B．甲、乙串聯(lián)后接入某直流電路，甲的電功率最小C．乙、丙并聯(lián)后接入某直流電路，乙的電功率最小D．三個(gè)導(dǎo)體的電阻率一樣大5．(2024·邢臺(tái)月考)兩根用同種材料制成的電阻絲甲和乙，甲電阻絲的長(zhǎng)度和直徑分別為l和d，乙電阻絲的長(zhǎng)度和直徑分別為2l和2d。將甲、乙兩根電阻絲分別接入電路時(shí)，如果兩電阻絲消耗的電功率相等，則加在兩根電阻絲上的電壓的比值應(yīng)滿(mǎn)足()A.eq\f(U甲,U乙)＝1 B.eq\f(U甲,U乙)＝eq\f(\r(2),2)C.eq\f(U甲,U乙)＝eq\r(2) D.eq\f(U甲,U乙)＝26．(2022·浙江6月選考)風(fēng)力發(fā)電已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑之一。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)速為9m/s時(shí)，輸出電功率為405kW，風(fēng)速在5～10m/s范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化效率可視為不變。該風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過(guò)的面積為A，空氣密度為ρ，風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速為v，并保持風(fēng)正面吹向葉片。下列說(shuō)法正確的是()A．該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率與風(fēng)速成正比B．單位時(shí)間流過(guò)面積A的流動(dòng)空氣動(dòng)能為eq\f(1,2)ρAv2C．若每天平均有1.0×108kW的風(fēng)能資源，則每天發(fā)電量為2.4×109kW·hD．若風(fēng)場(chǎng)每年有5000h風(fēng)速在6～10m/s的風(fēng)能資源，則該發(fā)電機(jī)年發(fā)電量至少為6.0×105kW·h7．新能源電動(dòng)汽車(chē)是當(dāng)代生活中重要的交通工具。某品牌觀(guān)光新能源電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力電源上的銘牌標(biāo)有“120V250A·h”字樣。假設(shè)工作時(shí)電源的輸出電壓恒為120V，額定輸出功率為3kW。根據(jù)上述有關(guān)數(shù)據(jù)，不計(jì)其他損耗，下列說(shuō)法不正確的是()A．電動(dòng)汽車(chē)保持額定功率行駛的最長(zhǎng)時(shí)間是10hB．額定工作電流為25AC．動(dòng)力電源充滿(mǎn)電后儲(chǔ)存的電能為1.08×108JD．電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為4.8Ω8.如圖所示，圖線(xiàn)①、②分別表示小燈泡和定值電阻R的伏安特性曲線(xiàn)，P為圖線(xiàn)①上一點(diǎn)，縱坐標(biāo)為I2，橫坐標(biāo)為U1，PN為過(guò)P點(diǎn)的切線(xiàn)，交縱軸于I1且與圖線(xiàn)②平行。則下列說(shuō)法中正確的是()A．P點(diǎn)對(duì)應(yīng)小燈泡的電阻與電阻R的阻值相等B．P點(diǎn)對(duì)應(yīng)小燈泡的電阻為R燈＝eq\f(U1,I2)C．P點(diǎn)對(duì)應(yīng)小燈泡的電阻為R燈＝eq\f(U1,I2－I1)D．P點(diǎn)對(duì)應(yīng)小燈泡的功率大小為圖線(xiàn)①與橫軸所圍圖形面積的數(shù)值2.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。當(dāng)t＝0時(shí)，在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放一個(gè)帶正電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用，則下列說(shuō)法正確的是()A．2s末帶電粒子的速度為零B．3s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)C．帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)D．0～3s內(nèi)，電場(chǎng)力始終做正功3．(2024·哈師大附中高三模擬)(多選)如圖甲所示，圓形區(qū)域存在與圓平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)E(圖中未畫(huà)出)，圓的兩條直徑AB與CD間的夾角為60°，從A點(diǎn)向圓形平面內(nèi)不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子(不計(jì)質(zhì)子間相互作用)，發(fā)現(xiàn)從圓邊界射出的粒子中D點(diǎn)射出的粒子速度最大。以A為坐標(biāo)原點(diǎn)。沿AB方向建立x坐標(biāo)軸，B點(diǎn)的坐標(biāo)為2m，x軸上從A到B的電勢(shì)變化如圖乙所示，則()A．CD間電勢(shì)差為UCD＝8VB．CD間電勢(shì)差為UCD＝16VC．電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝eq\f(8\r(3),3)V/mD．電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝8V/m4.如圖，等量正點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)上，放置兩檢驗(yàn)電荷a、b。取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)，以下描述a、b電荷的電勢(shì)能Ep與其所帶電量q的關(guān)系，可能正確的是()5.如圖所示，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線(xiàn)圓均以O(shè)為圓心，兩實(shí)線(xiàn)分別為帶電粒子M和N先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線(xiàn)圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷B．M在b點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能C．N在d點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能D．N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功6．如圖甲為一對(duì)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的平行金屬板，在兩板之間加上圖乙所示的電壓?，F(xiàn)沿兩板的中軸線(xiàn)從左端向右端連續(xù)不斷射入初速度為v0的相同帶電粒子(重力不計(jì))，且所有粒子均能從平行金屬板的右端飛出，若粒子在兩板之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T(mén)，則粒子最大偏轉(zhuǎn)位移與最小偏轉(zhuǎn)位移的大小之比是()A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．4∶17．(2024·河南信陽(yáng)高三質(zhì)檢)如圖所示，固定在豎直面內(nèi)、半徑為R的光滑絕緣半圓形軌道ABC，圓心為O，AC為水平直徑，處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)線(xiàn)與軌道平面平行。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球從軌道上的A點(diǎn)由靜止釋放，小球始終沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A．小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，小球的機(jī)械能可能增加B．小球一定會(huì)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)C．小球運(yùn)動(dòng)速度最大的位置一定在A(yíng)B段圓弧上的某一點(diǎn)D．小球一定帶正電8．(多選)已知試探電荷q在場(chǎng)源點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)中所具有電勢(shì)能表達(dá)式為Ep＝eq\f(kQq,r)，其中k為靜電力常量，r為試探電荷與場(chǎng)源點(diǎn)電荷間的距離，且規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為0。真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1和Q2，分別固定在x坐標(biāo)軸x1＝0和x2＝15cm的位置上。一帶負(fù)電的試探電荷在x軸上各點(diǎn)具有的電勢(shì)能隨x變化關(guān)系如圖所示，其中試探電荷在A(yíng)、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能為零，A點(diǎn)的坐標(biāo)是12cm，C點(diǎn)為點(diǎn)電荷Q2右邊電勢(shì)能最小的點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是()A．Q1為正電荷，Q2為負(fù)電荷B．點(diǎn)電荷Q1與Q2電荷量之比為2∶1C．C點(diǎn)對(duì)應(yīng)x軸位置的坐標(biāo)是xC＝30cmD．兩點(diǎn)電荷Q1、Q2在x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度相同的點(diǎn)的位置為x＝20cm9．(2024·德州高三調(diào)研)如圖甲所示，在粗糙絕緣水平面的A、C兩處分別固定兩個(gè)點(diǎn)電荷，A、C的坐標(biāo)分別為－4L和4L。已知A處電荷的電荷量為Q，圖乙是AC連線(xiàn)之間的電勢(shì)φ與坐標(biāo)x的關(guān)系圖，x＝2L處圖線(xiàn)最低，x＝－2L處的電勢(shì)為φ1，x＝3L處的電勢(shì)為φ2。若在x＝－2L的B點(diǎn)由靜止釋放一可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電物塊，物塊的質(zhì)量為m、電荷量為q。物塊向右運(yùn)動(dòng)到x＝3L處速度恰好為零。則C處電荷的電荷量及物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為()A.eq\f(Q,3)，eq\f(qφ1－φ2,5mgL) B.eq\f(Q,9)，eq\f(qφ1－φ2,mgL)C.eq\f(Q,3)，eq\f(qφ1－φ2,mgL) D.eq\f(Q,9)，eq\f(qφ1－φ2,5mgL)10.如圖，是豎直面(紙面)內(nèi)圓心在O點(diǎn)、半徑為R的eq\f(1,4)固定圓弧軌道，所在空間有方向水平向右(與OA平行)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，從O點(diǎn)靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的小球，小球第一次與軌道碰撞于D點(diǎn)，＝eq\f(2,3)。小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小為g。(1)求電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大?。?2)若小球與軌道碰后速度反向且電荷量不變，碰后瞬間速率變?yōu)榕銮八查g速率的eq\f(1,2)，求小球第一次反彈后與O點(diǎn)的最近距離。B卷——重難考法強(qiáng)化11．(2022·全國(guó)甲卷)(多選)地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一帶正電荷的小球自電場(chǎng)中P點(diǎn)水平向左射出。小球所受的重力和電場(chǎng)力的大小相等，重力勢(shì)能和電勢(shì)能的零點(diǎn)均取在P點(diǎn)。則射出后，()A．小球的動(dòng)能最小時(shí)，其電勢(shì)能最大B．小球的動(dòng)能等于初始動(dòng)能時(shí)，其電勢(shì)能最大C．小球速度的水平分量和豎直分量大小相等時(shí)，其動(dòng)能最大D．從射出時(shí)刻到小球速度的水平分量為零時(shí)，重力做的功等于小球電勢(shì)能的增加量12．(2024·銀川一中二模)空間存在一勻強(qiáng)電場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于正三角形ABC所在的平面，三角形ABC邊長(zhǎng)l＝2cm。若B→C規(guī)定為x方向，則由B到C電勢(shì)變化如圖2所示，若A→C規(guī)定