（新课标）高考物理总复习课时检测（五十二）测定电源的电动势和内阻（实验增分课）（含解析）

测定电源的电动势和内阻(实验增分课)1．某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，采用图甲所示电路，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20Ω，电路实物图如图乙所示。(1)该学生接线中错误和不规范的做法是________。A．滑动变阻器不起变阻作用B．电流表接线有错C．电压表量程选用不当D．电压表接线不妥(2)该同学将电路按正确的方式连接好，检查无误后，闭合开关，进行实验。某一次电表的示数如图丙所示，则电压表的读数为________V，电流表的读数为________A。(3)该同学实验完毕，将测量的数据反映在UI图上(如图丁所示)，根据该图线，可求出干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。解析：(1)由题图乙可知，滑动变阻器均接下边两个接线柱，起不到变阻作用；电压表的正接线柱应与开关连接，使开关对电压表有控制作用，故应选A、D。(2)电压表读数用“十分之一”估读法，得：1.20V，电流表读数用“二分之一”估读法，得：0.26A。(3)题图丁图线与纵轴交点纵坐标值表示干电池的电动势大小，则E＝1.48V，图线斜率的绝对值表示内阻，即r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\,0.62)Ω≈0.77Ω。2．根据闭合电路欧姆定律，用图甲所示电路可以测定电池的电动势和内阻。图中R0是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在eq\f(1,U12)­R坐标系中描出坐标点，如图乙所示。已知R0＝150Ω，请完成以下数据分析和处理。(1)图乙中电阻为________Ω的数据点应舍掉。(2)在坐标纸上画出eq\f(1,U12)­R的关系图线。(3)图线的斜率是________(V－1·Ω－1)，由此可得电池电动势Ex＝________V(计算结果均保留三位有效数字)。解析：(1)根据画图描点原则，应舍掉电阻为80Ω的数据点。(2)如图所示。(3)根据闭合电路欧姆定律：Ex＝U12＋eq\f(U12,R0)(R＋rx)，所以eq\f(1,U12)＝eq\f(1,Ex)＋eq\f(R,ExR0)＋eq\f(rx,ExR0)，由(2)中图线可知斜率eq\f(1,ExR0)＝eq\,140)≈0.00457(V－1·Ω－1)，解得Ex≈1.46V。3．某同学为了测量电源的电动势和内阻设计了图(a)所示电路，所用的实验器材有：待测电源，量程为3V的电压表V(内阻无穷大)，电阻箱R，阻值未知的定值电阻R0，开关K1，双掷开关K2。实验步骤如下：①调节电阻箱的阻值为20Ω，K2接a，闭合K1，记下电压表的读数为2.00V，断开K1；②保持电阻箱的阻值不变，K2切换到b，闭合K1，记下图(b)所示电压表的读数，断开K1；③将K2再切换到a，闭合K1，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱的阻值R和对应的电压表的示数U，断开K1；④以eq\f(1,U)为纵坐标，eq\f(1,R)为横坐标，绘出eq\f(1,U)eq\f(1,R)图线(用直线拟合)。回答下列问题：(1)图(b)所示电压表的读数为________V，定值电阻R0＝________Ω。(2)用E、r表示电源的电动势和内阻，则eq\f(1,U)与eq\f(1,R)的关系式为________________________。(3)依据实验数据绘出的eq\f(1,U)eq\f(1,R)图线如图(c)所示，则电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果均保留两位有效数字)。解析：(1)电压表量程为3V，由题图(b)知最小分度为0.1V，可得其读数为2.30V；当R＝20Ω，K2接a，闭合K1时，得通过R的电流为eq\,20)A＝0.1A，K2切换到b，闭合K1时，电阻箱与R0串联，则由欧姆定律可知，R0＝eq\,0.1)－20))Ω＝3.0Ω。(2)由实验步骤及闭合电路欧姆定律可知，U＝eq\f(E,R＋R0＋r)R，变形可得：eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)。(3)题图(c)中，图线与纵坐标轴的交点纵坐标值为0.34，由(2)中关系式可得E＝eq\f(1,0.34)V≈2.9V，图线斜率k＝eq\f(r＋R0,E)，由图线数据知k＝eq\,0.25)＝1.44，解得r≈1.2Ω。答案：(1)2.303.0(3或3.00)(2)eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r＋R0,E)·eq\f(1,R)(3)2.91.2(1.1～1.3均可)4．电动自行车的电瓶用久以后性能会下降，表现之一为电池的电动势变小，内阻变大。某兴趣小组将一辆旧电动自行车充满电，取下四块电池，分别标为A、B、C、D，测量它们的电动势和内阻。(1)用多用电表直流电压50V挡测量每块电池的电动势。测量电池A时，多用电表的指针如图甲所示，其读数为________V。(2)用图乙所示电路测量A、B、C、D四块电池的电动势E和内阻r，图中R0为保护电阻，其阻值为5Ω。改变电阻箱的阻值R，测出对应的电流I，根据测量数据分别作出A、B、C、D四块电池的eq\f(1,I)­R图线，如图丙。由图线C可知电池C的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。(3)分析图丙可知，电池________(选填“A”“B”“C”或“D”)最优。解析：(1)用多用电表直流电压50V挡测量每块电池的电动势，可以从表盘中的中间刻度读出正确结果，由指针指示可知电池A的电动势：E＝11.0V。(2)根据闭合电路欧姆定律有：E＝I(R0＋r)＋IR，因此有：eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)×R＋eq\f(1,E)×(R0＋r)，由此可知，题图丙中图线的斜率表示eq\f(1,E)，纵轴截距表示eq\f(r＋R0,E)。由图线C可