2025新高考方案一轮物理课时跟踪检测(四十七)　测量电源的电动势和内阻

2025新高考方案一轮物理课时跟踪检测(四十七)测量电源的电动势和内阻课时跟踪检测(四十七)测量电源的电动势和内阻1．(2024·南昌高三联考)某实验小组想用伏安法测量在光照一定的情况下某太阳能电池的电动势E(约3V)并探究其内阻的变化特性。设计的电路如图甲所示，电路中R0＝4Ω，电流表的内阻忽略不计。(1)电路中定值电阻R0的作用是____________。(2)实验小组调节滑动变阻器测得多组电压和电流数据，并在坐标纸上描绘出光照一定情况下，电压U与电流I的关系如图乙，由图像可知，当电流为0≤I≤150mA时，U与I成线性关系。则该电池的电动势E＝________V，在满足U与I成线性关系的条件下，该电池的内阻r＝________Ω。(均保留两位有效数字)(3)当电流大于150mA时，随着电流增大，电池的内阻________(选填“增大”“减小”或“不变”)；当电压表(可视为理想电压表)的示数为0.5V时，电池的输出功率为________W(保留两位有效数字)。2．(2024·汕头高三检测)某同学为研究水果电池的电动势和内阻，利用猕猴桃做的水果电池进行实验。(1)他先后用电压表(量程为0～3V)和数字多用电表的直流电压2V挡(其内阻远大于电压表的内阻)直接测量了水果电池两端的电压，如图1和图2所示，则该水果电池的电动势更接近________________(选填“电压表”或“数字多用电表”)测量的值，其值为________V；(2)为了估算该水果电池的内阻，该同学需进一步测量电压表的内阻RV，以一节内阻不计的干电池为电源组成测量电路如图3所示，改变电阻箱的阻值R，并读出电压表的读数U，作出R­eq\f(1,U)图像如图4所示，则电压表的内阻为________(用图4中所给字母表示)；(3)若该电压表的内阻为3.2kΩ，则可估算该水果电池的内阻约为________kΩ(保留两位有效数字)。3．(2024·广东茂名六校联考)某同学想粗测一段金属丝的电阻率和一内阻为r的电源的电动势，实验步骤如下：①用游标卡尺测量金属丝横截面的直径d，其示数如图甲所示。②用多用电表欧姆挡“×1”倍率对定值电阻R0的阻值进行测量，正确调零后，指针偏转如图乙所示。③用如图丙所示的电路来测量此段金属丝的电阻率，P是鳄鱼夹，用来调节接入电路中的金属丝的长度L。闭合开关，从左向右逐渐改变鳄鱼夹的位置，记录鳄鱼夹每一个位置对应的金属丝的接入电路的长度L以及对应的电流表A的示数I，得到多组I和L的数据。(1)图甲中游标卡尺的读数为d＝________mm，图乙电表的读数为R0＝________Ω。(2)以L为纵轴，以________(填“I”或“I－1”)为横轴，建立平面直角坐标系，根据实验数据在坐标系中描点连线，作出的图像为如图丁所示的倾斜直线。(3)若图丁中倾斜直线的斜率为k、纵截距大小为a，则电源的电动势E＝________，金属丝的电阻率ρ＝________。(用题目中所给的物理量的符号表示)4．(2024·成都高三模拟)某同学利用如图甲所示的电路图测量某电源的电动势和内阻，其中定值电阻R0的阻值约为20Ω，电阻箱R的调节范围为0～99.9Ω，电压表V1、V2的量程分别为3V、6V，两电表的内阻很大。实验时该同学完成了如下的操作：(1)组装好实验器材后，将电阻箱的阻值调到最大，闭合开关，调节电阻箱使电压表V1的指针指到满偏，再增大电阻箱的阻值，读出两电压表V1、V2的示数U1、U2，反复调节记录多组实验数据。(2)为了准确测量R0的阻值，该同学利用(1)中的数据建立如图乙所示的坐标系并绘制图像，则图像与纵轴的交点应为_______；电路图甲中定值电阻的阻值R0＝_______Ω。(结果均保留两位有效数字)(3)该同学又利用(1)中的数据建立如图丙所示的坐标系并绘制图像，由图像可知该电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω(结果均保留两位有效数字)；内阻r的测量值与真实值相比将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。5．新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某研究小组在专业师傅的指导下测量新能源汽车中一块电芯的电动势E和内阻r。现有如下器材：一个电阻箱、一个电流表、一个定值电阻(R0已知)、开关和若干导线、一块电芯、坐标纸和刻度尺。(1)研究小组将其中一块电芯按图甲连接电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱阻值R和电流表电流I，并作出eq\f(1,I)­R图线如图乙所示，图线的纵截距为a，斜率为k1，则这块电芯的电动势E＝________，内阻r＝________。(2)利用图甲所示电路测得的内阻r测与真实值r真相比，r测________r真(填“大于”“等于”或“小于”)，该误差属于________(填“系统误差”或“偶然误差”)。(3)为优化实验方案，研究小组再按图丙组装电路，闭合开关，多次调节电阻箱，记录下电阻箱阻值R和电流表电流I，电流表有内阻，作出eq\f(1,I)­R图线(如图丁)，其斜率为k2，则一块电芯的内阻r真＝__________。(用k1、k2和R0表示)课时跟踪检测(四十三)带电粒子在电场中运动的综合问题A卷——质量水平评价1．(2024·扬州统考三模)真空中静止的均匀带正电的球体，其半径为R，场强大小沿半径方向分布如图所示，静电力常量为k，球外电场可以看成是电荷量全部集中于球心处的点电荷产生的电场，则()A．r1和r2两处电势相等B．球体表面处电势最高C．r1和r2两处电势差为E0(r2－r1)D．该球所带的电荷量为Q＝eq\f(E0r22,k)课时跟踪检测(四十四)电流电阻电功电功率1．如图所示，一根均匀带电的长直橡胶棒沿其轴线方向做速度为v的匀速直线运动。已知棒的横截面积为S，单位长度所带的电荷量为－q。由于棒的运动而形成的等效电流()A．大小为qv，方向与v相同B．大小为qv，方向与v相反C．大小为qSv，方向与v相同D．大小为qSv，方向与v相反2．(2024·郑州高三质检)如图所示为一种心脏除颤器的原理图，在一次模拟治疗中，将开关S接到位置1，电容器充电后电压为6kV；将开关S接到位置2，电容器在2ms内通过人体完成放电，已知电容器的电容为30μF，则这次放电通过人体组织的平均电流为()A．90A B．60AC．9A D．6A3．砷化铌纳米带材料具有较高的电导率，据介绍该材料的电导率是石墨烯的1000倍。电导率σ就是电阻率ρ的倒数，即σ＝eq\f(1,ρ)。下列说法正确的是()A．材料的电导率越小，其导电性能越强B．材料的电导率与材料的形状有关C．电导率的单位是eq\f(1,Ω·m)D．电导率大小与温度无关4．甲、乙、丙三个长度、横截面积都相同的金属导体分别接入电路后各自进行测量，把通过上述导体的电流I、导体两端电压U在U­I坐标系中描点，O为坐标原点，甲、乙、丙三个点恰好在一条直线上，如图所示，则下列表述正确的是()A．甲的电阻率最小B．甲、乙串联后接入某直流电路，甲的电功率最小C．乙、丙并联后接入某直流电路，乙的电功率最小D．三个导体的电阻率一样大5．(2024·邢台月考)两根用同种材料制成的电阻丝甲和乙，甲电阻丝的长度和直径分别为l和d，乙电阻丝的长度和直径分别为2l和2d。将甲、乙两根电阻丝分别接入电路时，如果两电阻丝消耗的电功率相等，则加在两根电阻丝上的电压的比值应满足()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月选考)风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5～10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是()A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比B．单位时间流过面积A的流动空气动能为eq\f(1,2)ρAv2C．若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109kW·hD．若风场每年有5000h风速在6～10m/s的风能资源，则该发电机年发电量至少为6.0×105kW·h7．新能源电动汽车是当代生活中重要的交通工具。某品牌观光新能源电动车的动力电源上的铭牌标有“120V250A·h”字样。假设工作时电源的输出电压恒为120V，额定输出功率为3kW。根据上述有关数据，不计其他损耗，下列说法不正确的是()A．电动汽车保持额定功率行驶的最长时间是10hB．额定工作电流为25AC．动力电源充满电后储存的电能为1.08×108JD．电动汽车电动机的内阻为4.8Ω8.如图所示，图线①、②分别表示小灯泡和定值电阻R的伏安特性曲线，P为图线①上一点，纵坐标为I2，横坐标为U1，PN为过P点的切线，交纵轴于I1且与图线②平行。则下列说法中正确的是()A．P点对应小灯泡的电阻与电阻R的阻值相等B．P点对应小灯泡的电阻为R灯＝eq\f(U1,I2)C．P点对应小灯泡的电阻为R灯＝eq\f(U1,I2－I1)D．P点对应小灯泡的功率大小为图线①与横轴所围图形面积的数值2.匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示。当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带正电粒子，设带电粒子只受电场力的作用，则下列说法正确的是()A．2s末带电粒子的速度为零B．3s末带电粒子回到原出发点C．带电粒子将始终向同一个方向运动D．0～3s内，电场力始终做正功3．(2024·哈师大附中高三模拟)(多选)如图甲所示，圆形区域存在与圆平面平行的匀强电场E(图中未画出)，圆的两条直径AB与CD间的夹角为60°，从A点向圆形平面内不同方向发射速率相同的质子(不计质子间相互作用)，发现从圆边界射出的粒子中D点射出的粒子速度最大。以A为坐标原点。沿AB方向建立x坐标轴，B点的坐标为2m，x轴上从A到B的电势变化如图乙所示，则()A．CD间电势差为UCD＝8VB．CD间电势差为UCD＝16VC．电场强度为E＝eq\f(8\r(3),3)V/mD．电场强度为E＝8V/m4.如图，等量正点电荷连线的中垂线上，放置两检验电荷a、b。取无穷远处为零势能点，以下描述a、b电荷的电势能Ep与其所带电量q的关系，可能正确的是()5.如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。不计重力，下列说法错误的是()A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功6．如图甲为一对长度为L的平行金属板，在两板之间加上图乙所示的电压。现沿两板的中轴线从左端向右端连续不断射入初速度为v0的相同带电粒子(重力不计)，且所有粒子均能从平行金属板的右端飞出，若粒子在两板之间的运动时间均为T，则粒子最大偏转位移与最小偏转位移的大小之比是()A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．4∶17．(2024·河南信阳高三质检)如图所示，固定在竖直面内、半径为R的光滑绝缘半圆形轨道ABC，圆心为O，AC为水平直径，处在水平向右的匀强电场中，电场线与轨道平面平行。一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带电小球从轨道上的A点由静止释放，小球始终沿圆弧轨道运动。下列说法正确的是()A．小球从A运动到B的过程中，小球的机械能可能增加B．小球一定会运动到C点C．小球运动速度最大的位置一定在AB段圆弧上的某一点D．小球一定带正电8．(多选)已知试探电荷q在场源点电荷Q的电场中所具有电势能表达式为Ep＝eq\f(kQq,r)，其中k为静电力常量，r为试探电荷与场源点电荷间的距离，且规定无穷远处的电势能为0。真空中有两个点电荷Q1和Q2，分别固定在x坐标轴x1＝0和x2＝15cm的位置上。一带负电的试探电荷在x轴上各点具有的电势能随x变化关系如图所示，其中试探电荷在A、B两点的电势能为零，A点的坐标是12cm，C点为点电荷Q2右边电势能最小的点，则下列说法正确的是()A．Q1为正电荷，Q2为负电荷B．点电荷Q1与Q2电荷量之比为2∶1C．C点对应x轴位置的坐标是xC＝30cmD．两点电荷Q1、Q2在x轴上电场强度相同的点的位置为x＝20cm9．(2024·德州高三调研)如图甲所示，在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个点电荷，A、C的坐标分别为－4L和4L。已知A处电荷的电荷量为Q，图乙是AC连线之间的电势φ与坐标x的关系图，x＝2L处图线最低，x＝－2L处的电势为φ1，x＝3L处的电势为φ2。若在x＝－2L的B点由静止释放一可视为质点的带电物块，物块的质量为m、电荷量为q。物块向右运动到x＝3L处速度恰好为零。则C处电荷的电荷量及物块与水平面间的动摩擦因数分别为()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.如图，是竖直面(纸面)内圆心在O点、半径为R的eq\f(1,4)固定圆弧轨道，所在空间有方向水平向右(与OA平行)的匀强电场，从O点静止释放一质量为m、电荷量为q(q>0)的小球，小球第一次与轨道碰撞于D点，＝eq\f(2,3)。小球可视为质点，重力加速度大小为g。(1)求电场的场强大小；(2)若小球与轨道碰后速度反向且电荷量不变，碰后瞬间速率变为碰前瞬间速率的eq\f(1,2)，求小球第一次反弹后与O点的最近距离。B卷——重难考法强化11．(2022·全国甲卷)(多选)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在P点。则射出后，()A．小球的动能最小时，其电势能最大B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量12．(2024·银川一中二模)空间存在一匀强电场，匀强电场的方向平行于正三角形ABC所在的平面，三角形ABC边长l＝2cm。若B→C规定为x方向，则由B到C电势变化如图2所示，若A→C规定