2025版新教材高考物理全程一輪總復習課時分層作業(yè)39測量電源的電動勢和內阻

課時分層作業(yè)(三十九)測量電源的電動勢和內阻基礎強化練1．[2024·重慶育才中學模擬]某物理探究小組的同學設計了如圖甲所示的試驗電路測定干電池的電動勢和內阻．試驗器材如下：A．電池組(兩節(jié)干電池)；B．定值電阻R0＝2Ω；C．毫安表(量程為50mA，內阻Rg＝4.5Ω)；D．電壓表(量程為3V，內阻很大)；E．滑動變阻器R；F．電阻箱；G．開關，導線若干．(1)將電阻箱的阻值調至0.5Ω，則圖甲中虛線框內改裝后電流表的量程為________mA.(2)試驗步驟如下：①閉合開關S前，將滑動變阻器R的滑片移到________(選填“左”或“右”)端；②閉合開關S，變更滑片位置，登記電壓表的示數U和毫安表的示數I，多次試驗后將所測數據在如圖乙所示的坐標紙上，作出U-I圖線．(3)每節(jié)干電池的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω.(結果均保留2位有效數字)(4)電動勢的測量值________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值．2．[2024·安徽合肥二模]某試驗小組利用如圖(a)所示電路測量電源的電動勢和內阻．所用的試驗器材如下：A．待測電源；B．定值電阻R0(阻值為3.0Ω)；C．電阻箱R(最大阻值為999.9Ω)；D．電壓表V(量程為3.0V，內阻很大)；E．開關S和導線若干．試驗步驟如下：①將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S；②多次調整電阻箱，登記電壓表的示數U和電阻箱相應的阻值尺；③以eq\f(1,U)為縱軸，eq\f(1,R)為橫軸，作出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像；④求出圖線的斜率和縱軸上的截距．回答下列問題：(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內阻，則eq\f(1,U)與eq\f(1,R)的關系式為________．(2)試驗得到的部分數據如下表所示，其中電阻R＝7.0Ω時電壓表的示數如圖(b)所示，讀出數據，完成下表．答：①________，②________．R/Ω4.05.06.07.08.09.0U/V1.521.721.88①2.142.32eq\f(1,U)/V－10.660.580.53②0.470.43(3)在圖(c)的坐標紙上將所缺數據點補充完整并作圖，依據圖線求得電源電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω.實力提升練3．現要測量電壓表的內阻和電源的電動勢，供應的器材有：電源(電動勢約為6V，內阻不計)，電壓表V1(量程0～2.5V，內阻約為2.5kΩ)，電壓表V2(量程0～3V，內阻約為10kΩ)，電阻箱R0(最大阻值為9999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值為3kΩ)，滑動變阻器R2(最大阻值為500Ω),單刀雙擲開關一個，導線若干．(1)在圖(a)中完成試驗電路原理圖的連線．(2)依據下列步驟進行試驗：①閉合開關前，將滑動變阻器和電阻箱連入電路的阻值調至最大；②閉合開關，將電阻箱調到6kΩ，調整滑動變阻器至適當的位置，此時電壓表V1的示數為1.60V，電壓表V2的示數為2.40V；③保持滑動變阻器連入電路的阻值不變，再將電阻箱調到2kΩ，此時電壓表V1的示數如圖(b)所示，其示數為________V，電壓表V2的示數為1.40V．(3)依據試驗數據，計算得到電源的電動勢為________V，電壓表V1的內阻為________kΩ，電壓表V2的內阻為________kΩ.課時分層作業(yè)（三十九）1．解析：（1）改裝后電流表的量程為I1＝Ig＋eq\f(IgRg,R1)，代入數據解得I1＝500mA.（2）為了愛護電路，應使電路中電流最小，所以滑動變阻器接入電路的電阻最大，即滑片應移到左端．（3）依據毫安表的改裝原理可知，當毫安表的示數為I時，電路中的電流為10I，依據閉合電路歐姆定律有2E＝U＋IRg＋10I（R0＋2r），代入數據整理得U＝2E－（20r＋24.5Ω）I，依據圖乙中的U-I圖像可知2E＝3.0V，20r＋24.5Ω＝eq\f(（3.0－1.0）V,4.5×10－2A)，解得E＝1.5V，r＝1.0Ω.（4）由電路圖分析可知，由電流表的示數可算出干路中的電流，由電壓表可測出滑動變阻器兩端的電壓，再通過歐姆定律計算，則可以精確得到電路中各部分的電壓，故該試驗求得的電動勢的測量值等于真實值．答案：（1）500（2）①左（3）1.51.0（4）等于2．解析：（1）由圖（a）可知，依據閉合電路歐姆定律有E＝eq\f(U,R)（r＋R＋R0），整理得eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E).（2）電壓表的分度值為0.1V，則其讀數為2.08V，故eq\f(1,U)＝0.48V－1.（3）依據描點法得出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像如圖所示，結合eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，可得eq\f(1,E)＝0.33V－1，eq\f(R0＋r,E)＝eq\f(0.63－0.33,0.23－0.05)Ω·V－1，解得E＝3.0V，r＝1.7Ω.答案：（1）eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)（2）①2.08②0.48（3）見解析圖3.0（2.9～3.1均可）1.7（1.5～1.9均可）3．解析：（1）由于兩個電壓表的量程都小于電源的電動勢，兩個電壓表串聯后的總電壓仍舊小于電源的電動勢，故應當用滑動變阻器作為愛護電阻．假如只是測量電動勢，可以采納如圖甲所示的電路，但是要想計算電壓表V1、電壓表V2各自的內阻，須要將電路改進，設計的電路有圖乙、圖丙所示的兩種；而通過電壓表V1的最大電流約為1mA，通過電壓表V2的最大電流約為0.3mA，故設計的電路應當選擇圖乙．（2）題圖b所示的電壓表的最小刻度為0.1V，故估讀到0.01V，其讀數為2.10V.（3）對圖乙，設電壓表V1和電壓表V2的內阻分別為r1、r2，示數分別為U1、U2，滑動變阻器的電阻調到r，由閉合電路的歐姆定律，得E＝U1＋U2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,r2)＋\f(U2,R01)))r，E＝U′1＋U′2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U′2,r2)＋\f(U′2,R02)))r，其中R01＝6kΩ，R02＝2kΩ，對電壓表V1和電壓表V2所在的電路，由串并聯規(guī)律得eq\f(U1,