2025版高考物理一轮总复习考点突破第10章恒定电流实验12测定电源的电动势和内阻考点1教材原型实验

考点1教材原型试验(基础考点·自主探究)【跟踪训练】(试验原理、数据处理、电路图连接)试验方案对试验测量的精度有干脆的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的试验方案进行了探究。试验室供应的器材有：干电池一节(电动势约1.5V，内阻小于1Ω)；电压表V(量程3V，内阻约3kΩ)；电流表A(量程0.6A，内阻约1Ω)；滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)；定值电阻R1(阻值2Ω)；定值电阻R2(阻值5Ω)；开关一个，导线若干。(1)该小组依据图甲所示的电路进行试验，通过调整滑动变阻器阻值使电流表示数慢慢接近满偏，记录此过程中电压表和电流表的示数，利用试验数据在U－I坐标纸上描点，如图乙所示，结果发觉电压表示数的变更范围比较小，出现该现象的主要缘由是B。(单选，填正确答案标号)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更范围比较小的问题，该小组利用试验室供应的器材改进了试验方案，重新测量得到的数据如表所示。序号1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52请依据试验数据，回答以下问题：①图丙上已标出后3组数据对应的坐标点，请在图丙上标出前4组数据对应的坐标点并画出U－I图像。②依据试验数据可知，所选的定值电阻为R1(填“R1”或“R2”)。③用笔画线代替导线，请依据改进后的方案，将图丁中的实物图连接成完整电路。[答案](2)①见解析图③见解析图[解析](1)电压表示数的变更范围小，缘由是外电路的总电阻远大于电源内阻，电压表示数总是接近电源的电动势，B项正确。(2)①依据数据描点并连成一条直线，如图(a)所示。②由图像可知E＝1.58V，U＝0时I＝0.59A，故r′＝eq\f(E,I)≈2.68Ω，由于2Ω<r′<5Ω，又r′＝r＋R(r为电源内阻，R为定值电阻)，故定值电阻只能是R1。③先画出原理图，如图(b)所示，然后依据原理图将各仪器依次连接起来，如图(c)所示。(试验操作、误差分析和电路选择)(2024·福建卷)在测量某电源电动势和内阻时，因为电压表和电流表的影响，不论运用何种接法，都会产生系统误差，为了消退电表内阻造成的系统误差，某试验爱好小组设计了如图甲试验电路进行测量。已知R0＝2Ω。(1)依据图甲所示的电路图，将图乙中的器材实物连线补充完整。(2)试验操作步骤如下：①将滑动变阻器滑到最左端位置；②接法Ⅰ：单刀双掷开关S与1接通，闭合开关S0，调整滑动变阻器R，记录下若干组数据U1－I1的值，断开开关S0；③将滑动变阻器滑到最左端位置；④接法Ⅱ：单刀双掷开关S与2接通，闭合开关S0，调整滑动变阻器R，记录下若干组数据U2－I2的值，断开开关S0；⑤分别作出两种状况所对应的U1－I1和U2－I2图像。(3)单刀双掷开关接1时，某次读取电表数据时，电压表指针如图丙所示，此时U1＝1.30V。(4)依据测得数据，作出U1－I1和U2－I2图像如图丁所示，依据图线求得电源电动势E＝1.80V，内阻r＝2.50Ω。(结果均保留两位小数)(5)由图丁可知接法Ⅱ(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值。(6)综合考虑，若只能选择一种接法，应选择接法Ⅱ(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适。[解析](1)依据图甲所示的电路图，实物连接如图所示。(3)量程为3V的电压表分度值为0.1V，须要估读到分度值的下一位，由图丙可知电压表读数为U1＝1.30V。(4)当单刀双掷开关接1时，电流表示数为零时，电压表测量精确，故电动势为U1－I1的纵轴截距，则有E＝1.80V当单刀双掷开关接2时，电压表示数为零时，电流表测量精确，由U2－I2图像可知此时电路电流为0.40A，依据闭合电路的欧姆定律可知I＝eq\f(E,R0＋r)解得内阻为r＝eq\f(E,I)－R0＝eq\f(1.80,0.40)Ω－2Ω＝2.50Ω。(5)由图丁可知U1－I1图像的斜率为k1＝eq\f(1.80－0,0.36)Ω＝R0＋r1解得r1＝3.00Ω由图丁可知U2－I2图像的斜率为k2＝eq\f(1.70－0,0.40)Ω＝R0＋r2解得r2＝2.25Ω可得eq\f(r1－r,r)＝eq\f(3.00－2.50,2.50)＝0.2>eq\f(r－r2,r)＝eq\f(2.50－2.25,2.50)＝0.1故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值。(