2024-2025年新教材高中物理第4章闭合电路欧姆定律与科学用电2科学测量：电源的电动势和内阻课时检测含解析鲁科版必修第三册

PAGE6-科学测量：电源的电动势和内阻1.某爱好小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的试验方案中有如下四种器材组合，为使试验结果尽可能精确，最不行取的一组器材是()A.一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B.一个伏特表和多个定值电阻C.一个安培表和一个电阻箱D.两个安培表和一个滑动变阻器【解析】选D。安培表测电流，伏特表测路端电压，滑动变阻器变更电路的阻值从而获得多组数据，故A可取；伏特表测路端电压，电流可由路端电压和定值电阻求得，通过变更接入定值电阻的个数变更电路的电阻，故B可取；安培表测电流，再由电流和电阻箱电阻可得路端电压，通过变更电阻箱电阻变更电路的电阻，故C可取；两个安培表和一个滑动变阻器，不管怎么组合，不能测出路端电压，故不能测出电动势和内阻，故D最不行取。故选D。2.如图为测量某电源电动势和内电阻时得到的U-I图线，则该电源的电动势大小为 ()A.3VB.6VC.9VD.12V【解析】选B。依据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，由U-I图像可知，电源的电动势为：E=6V，故B正确，A、C、D错误。【补偿训练】(多选)如图所示是依据某次测电源的电动势和内阻的试验记录的数据作出的U-I图像，下列关于图像的说法中正确的是 ()A.纵轴截距表示待测电源的电动势，即E=3.0VB.横截距表示短路电流，即I0=0.6AC.依据r=计算出待测电源内阻为5ΩD.依据r=||计算出待测电源内阻为1Ω【解析】选A、D。由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir；由数学学问可知，图像与纵坐标的交点为电源的电动势，故电动势为3V，故A正确；由于图像的纵坐标不是从零起先的，故图像与横坐标的交点不是短路电流，故B错误；图像的斜率肯定值表示电源的内阻，故r==Ω=1Ω，故C错误，D正确。3.(多选)用图像法计算电动势和内阻时，先要描点，就是在U-I坐标系中描出与每组I、U值对应的点，以下说法正确的是 ()A.这些点应当精确地分布在一条直线上，即U-I图线应通过每个点B.这些点应当基本在一条直线上，由于偶然误差不能避开，所以U-I图线不行能通过每一个点C.画U-I图线应当使它通过尽可能多的描出的点D.不在U-I图线上的点应大致均衡地分布在图线的两侧，个别偏离直线太远的点，应当舍去【解析】选B、C、D。描点作图法须要留意的问题：由于偶然误差不能避开，所以U-I图线不行能通过每一个点，但应当使它通过尽可能多的描出的点，不在U-I图线上的点应大致均衡地分布在图线的两侧，个别偏离直线太远的点，应当舍去。所以B、C、D正确，A错误。4.如图所示是测量两节干电池组成的串联电池组的电动势和内阻的试验所用器材，用实线将它们连成试验电路。【解析】首先画出试验电路图如图a所示，依据电路图连接实物如图b所示，因为待测电源电动势约为3V，所以电压表选用0～3V的量程；干电池的允许电流一般在0.5A左右，所以电流表应选用0～0.6A的量程；还有一点就是留意开关闭合前，要使变阻器接入电路的阻值尽量大些，爱护电流表，以防烧坏。答案：见解析。5.为了较精确地测量一节干电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成试验：量程3V的志向电压表V，量程0.6A的电流表A(具有肯定内阻)，定值电阻R0(R0=1.5Ω)，滑动变阻器R1(0～10Ω)，滑动变阻器R2(0～200Ω)，电键S。试验电路原理图如图(a)。(1)为便利试验调整和较精确地测量，滑动变阻器应选用________(选填R1或R2)。

(2)用笔画线代替导线在图(b)中完成电路连接。(3)试验中变更滑动变阻器的阻值，测出几组电流表和电压表的读数，在给出的U-I坐标系中画出U-I图线如图(c)所示，则干电池的内阻r=________Ω(结果保留两位有效数字)

【解题指南】解答本题应留意以下三点：(1)依据闭合电路欧姆定律求出电路中须要的最大电阻，从而确定对应的滑动变阻器；(2)依据电路图可得出对应的实物图；(3)依据闭合电路欧姆定律写出关于U与I的函数表达式，然后依据斜率和截距的概念即可求解。【解析】(1)电流表的量程IA=0.6A，依据闭合电路欧姆定律可知，电路中须要的最大电阻应为：Rmax==Ω=7.5Ω，所以变阻器应选R1。(2)依据原理图可知实物图如图所示：(3)依据闭合电路欧姆定律应用：E=U+I(r+R0)，整理可得：U=-(r+R0)I+E，由图可知图像与纵轴的交点为电源的电动势，故E=1.5V；依据函数斜率的概念应有：r+R0=Ω，解得r=0.29Ω。答案：(1)R1(2)如图所示(3)0.296.用试验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的试验器材有：电流表A1(量程0～30mA)；电流表A2(量程0～100mA)；电压表V(量程0～6V)；滑动变阻器R1(阻值0～5Ω)；滑动变阻器R2(阻值0～300Ω)；开关S一个，导线若干条。某同学的试验过程如下：Ⅰ.设计如图甲所示的电路图，正确连接电路。Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线。Ⅲ.断开开关，将Rx改接在B、C之间，A与B干脆相连，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为(I0，0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U0)。回答下列问题：(1)电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。

(2)由图乙的图线，得电源内阻r=________Ω。

(3)用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=________，代入数值可得Rx。

(4)若电表为志向电表，Rx接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种状况相比，电流表示数变更范围________，电压表示数变更范围________。(均选填“相同”或“不同”)

【解析】(1)由图乙U-I图线可知电流表量程应为0～100mA，故选A2。路端电压大于5.5V，而电源电动势E≈6V，故R外≫r，则滑动变阻器选R2。(2)由题图乙得：r==25Ω。(3