2025年《沪科版2020上海高二物理必修第三册》10.6 电源电动势即内阻的测量（第2课时 伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻）（作业+解析版）

第页新版沪科版2020上海高二物理必修第三册《10.6电源电动势即内阻的测量》第2课时伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻1．为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的（）A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C．一个电压表和一个电阻箱D．一个电流表和一个滑动变阻器2．某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：（1）先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值________（填“偏大”或“偏小”）；（2）再按图1甲接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U，并计算得下表所列数据；eq\f(1,U)/（V－1）0.801.071.301.471.802.27eq\f(1,R)/（Ω－1）0.20.50.81.01.52.0图1（3）在图乙坐标纸上画出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像；（4）根据图乙中所画的图像可算出电池的电动势为___________________________V，电池的内阻为______Ω。（结果均保留三位有效数字）3．要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：理想电压表（3V和15V两个量程）、电阻箱R（0～999.9Ω）、定值电阻R0＝3Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如图2甲的实验电路：图2（1）电路中定值电阻R0的作用是_______________________________________________。（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表示数U，得到两组数据：R1＝2Ω时，U1＝2.37V，R2＝4Ω时，U2＝2.51V．由这两组数据可求得电源的电动势E＝______V，内阻r＝________Ω。（结果均保留三位有效数字）4．某同学利用电压表和电阻箱测定一节干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R0＝5Ω）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图3（a）。图3（1）在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。（2）请完成下列主要实验步骤：①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图（c）所示，读得电阻值是________；②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；③将开关S2______，电压表的示数是1.16V；断开开关S1。（3）使用测得的数据，计算出干电池的电动势是______，内阻是________（计算结果保留小数点后两位）。5．现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图4甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA为5Ω，R为电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用。图4（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最好（）A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．500Ω（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。6．某同学设计如图5所示电路用来测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA，量程为0～0.6A.图5（1）实验前，应先将电阻箱电阻调到____________（填“最大值”“最小值”或“任意值”）。（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出通过电流表的电流I.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________（填“1”或“2”）。方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0350.0200.0235.030.025.020.015.0（3）根据实验数据描点，绘出的eq\f(1,I)－R图像是一条直线．若直线的斜率为k，在eq\f(1,I)坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝______，内阻r＝______（用k、b和RA表示）。

《10.6电源电动势即内阻的测量》第2课时伏阻法和安阻法测电池的电动势和内阻1．为了测出电源的电动势和内阻，除待测电源和开关、导线以外，配合下列哪组仪器，不能达到实验目的（）A．一个电流表和一个电阻箱B．一个电压表、一个电流表和一个滑动变阻器C．一个电压表和一个电阻箱D．一个电流表和一个滑动变阻器【答案】D【解析】根据E＝I（R＋r），由电流表测出电流，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，A正确；根据E＝U＋Ir，由电流表测出电流，由电压表测出电压，可以求出E、r，B正确；根据E＝U＋eq\f(Ur,R)，由电压表测出电压，用电阻箱读出外电阻的阻值，可以求出E、r，C正确；因为滑动变阻器不能读出电阻的数值，所以只有一个电流表和一个滑动变阻器，不能测出电源的电动势和内阻，D错误。2．某物理兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：（1）先用电压表直接接在电池两极粗测电池的电动势，这样测出的电动势比真实值________（填“偏大”或“偏小”）；（2）再按图1甲接好电路进行实验，记下电阻箱和电压表对应的一系列读数R、U，并计算得下表所列数据；eq\f(1,U)/（V－1）0.801.071.301.471.802.27eq\f(1,R)/（Ω－1）0.20.50.81.01.52.0图1（3）在图乙坐标纸上画出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图像；（4）根据图乙中所画的图像可算出电池的电动势为___________________________V，电池的内阻为______Ω。（结果均保留三位有效数字）【答案】（1）偏小（3）见解析图（4）1.67（1.55～1.75均对）1.40（1.32～1.48均对）【解析】（1）用电压表直接接在电源两端所测的电动势，实际上测量的是路端电压，故测量值偏小。（3）如图所示。（4）由闭合电路欧姆定律得E＝U＋eq\f(U,R)r，得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)，因此图线的纵轴截距表示电动势的倒数eq\f(1,E)＝0.60，得E≈1.67V，图线的斜率k＝eq\f(r,E)＝eq\f(2.2－0.6,1.9－0)，将eq\f(1,E)＝0.60代入得r≈1.40Ω。3．要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：理想电压表（3V和15V两个量程）、电阻箱R（0～999.9Ω）、定值电阻R0＝3Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如图2甲的实验电路：图2（1）电路中定值电阻R0的作用是_______________________________________________。（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路。（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表示数U，得到两组数据：R1＝2Ω时，U1＝2.37V，R2＝4Ω时，U2＝2.51V．由这两组数据可求得电源的电动势E＝______V，内阻r＝________Ω。（结果均保留三位有效数字）【答案】（1）保护电源，防止短路（2）见解析图（3）2.941.21【解析】（1）若无R0存在，当R调节到阻值为0时，外电路短路，有烧坏电源的危险，故R0的作用是保护电源，防止短路；（2）如图所示，注意电压表量程选择，开关置于干路．（3）根据闭合电路欧姆定律，当电阻箱读数为R1＝2Ω时E＝U1＋eq\f(U1,R1＋R0)r当电阻箱读数为R2＝4Ω时E＝U2＋eq\f(U2,R2＋R0)r联立以上两式得E≈2.94V，r≈1.21Ω。4．某同学利用电压表和电阻箱测定一节干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R0＝5Ω）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图3（a）。图3（1）在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。（2）请完成下列主要实验步骤：①检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图（c）所示，读得电阻值是________；②将开关S1闭合，开关S2断开，电压表的示数是1.49V；③将开关S2______，电压表的示数是1.16V；断开开关S1。（3）使用测得的数据，计算出干电池的电动势是______，内阻是________（计算结果保留小数点后两位）。【答案】（1）如图所示（2）①20Ω③闭合（3）1.49V0.69Ω【解析】（2）由题图（c）读得电阻箱阻值为R＝20Ω；将S1闭合，S2断开，电压表示数为电源电动势E＝1.49V，将S2再闭合，电压表示数为电阻箱R两端电压。（3）将电压表视为理想电表，则干路电流I＝eq\f(UV,R)＝eq\f(1.16,20)A＝0.058A．因为I＝eq\f(E,R0＋R＋r)，所以r＝eq\f(E,I)－R0－R≈0.69Ω。5．现有一特殊电池，它的电动势E约为9V，内阻r约为40Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50mA。为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图4甲所示的电路进行实验，图中电流表的内阻RA为5Ω，R为电阻箱，阻值范围为0～999.9Ω，R0为定值电阻，对电路起保护作用。图4（1）实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格，本实验选用哪一种规格的定值电阻最好（）A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．500Ω（2）该同学接入符合要求的R0后，闭合开关S，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了图乙所示的图线，则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。【答案】（1）C（2）1045【解析】（1）把电阻箱的阻值调为零，则电路中的电流最大Imax＝eq\f(E,RA＋R0＋r)，代入数据得R0＝135Ω对比备选选项，C符合要求．（2）根据闭合电路欧姆定律I＝eq\f(E,R0＋R＋RA＋r)得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)（R0＋R＋RA＋r）在图线上取两个点，读出两组eq\f(1,I)、（R＋R0）数据，代入方程解得E＝10V，r＝45Ω。6．某同学设计如图5所示电路用来测量电源的电动势和内阻，其中电流表内阻为RA，量程为0～0.6A.图5（1）实验前，应先将电阻箱电阻调到____________（填“最大值”“最小值”或“任意值”）。（2）改变电阻箱的阻值R，分别测出通过电流表的电流I.下列两组R的取值方案中，比较合理的方案是________（填“1”或“2”）。方案编号电阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0350.0200.0235.030.025.020.015.0（3）根据实验数据描点，绘出的eq\f(1,I)－R图像是一条直线．若直线的斜率为k，在eq\f(1,I)坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E＝______，内阻r＝______（用k、b