高考物理总复习专题八恒定电流实验九测定电源的电动势和内阻练习含答案

实验九测定电源的电动势和内阻知识巩固练1.(2023年潮州二模)随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机及时充电的一种重要选择.某学习小组为了测量一充电宝的电动势和内阻(充电宝的电动势约为5V，内阻很小，最大放电电流为2A)进行了以下实验：(1)为了尽可能准确地测出充电宝的电动势和内阻，使用的实验器材有：数字式多用电表(可视为理想电压表)、滑动变阻器(最大阻值足够大)、电流表、导线、开关等.实验电路如图甲所示，已知定值电阻R0=3Ω，请根据电路图在图乙中完成实物连线.(2)连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录数字电压表和电流表的读数.作出U-I图像，如图丙所示.由图像求得充电宝的电动势E=______V，内阻r=______Ω.(结果均保留2位有效数字)

(3)若实验室中没有数字式多用电表，上述电路只能用普通电压表做实验，这样会使内阻的测量值______.(填“偏大”“偏小”或“无偏差”)

【答案】(1)如图(2)5.00.13(3)偏小【解析】(1)实物连线，如图.(2)由闭合电路欧姆定律E=U+I(r+R0)，得U=E-I(r+R0)，图像求得充电宝的电动势E=5.0V，内阻r=ΔUΔI-R0=5.0-01.6Ω-3Ω≈(3)由于电压表的分流，电流表的测量值比通过电源的电流偏小，所以电动势偏小，图像斜率的绝对值偏小.2.(2024年湖南师大附中模拟)在测定一组干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：A.电流表1(量程2mA，内阻r1=50Ω)B.电流表2(量程1A，内阻约10Ω)C.定值电阻R0=2950ΩD.滑动变阻器R(0~20Ω)E.开关和导线若干(1)某同学根据提供的器材设计电路来完成实验，MN连接__________(填“电流表1”或“电流表2”)，PQ连接另一电流表.

(2)该同学利用测出的实验数据作出的I1-I2图线(I1为电流表1的示数，I2为电流表2的示数，且I1远小于I2)如图所示，则由图线可得被测电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω.(以上结果均保留2位有效数字)

【答案】(1)电流表1(2)4.51.5【解析】(1)PQ连接电流表测电路的电流，MN连接内阻已知的电流表相当于改装成了一只电压表，故PQ接电流表2，MN接电流表1.(2)由闭合电路欧姆定律E=U+I2r=I1(R0+r1)+I2r，解得I1=ER0+r1-rR0+r1I2，结合图像解得E=4.综合提升练3.(2024年仲元中学检测)某学习小组用水果和两种金属电极做了一个“水果电池”，进行了以下实验：(1)按图甲所示电路图，测量水果电池的电动势和内阻.使用的实验器材有：数字式多用电表(其中电压表可视为理想电压表)、滑动变阻器、电流表、导线、开关等.请根据电路图在如图乙中完成实物连线.(2)连接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录数字电压表和电流表的示数.作出U-I图像，如图丙中曲线所示.由图像求得水果电池的电动势E=______V，内阻r=______kΩ(结果保留2位有效数字).

(3)该同学用三个一样的水果电池串联形成一个电池组，能使某发光二极管(LED)正常发光，LED的I-U图像如图丁中曲线所示，则LED正常发光时的电压U=_____V(保留3位有效数字).

(4)在(3)中，LED正常发光时，该同学用普通电压表(内阻约为2kΩ)测量二极管两端电压，发现电压表示数小于LED正常发光时的电压且LED熄灭，造成电压减小的原因可能是____________.

【答案】(1)如图(2)0.970.75(3)2.06(4)电压表内阻较小【解析】(1)根据电路图连接实物图，如答图.(2)根据闭合电路欧姆定律可得U=E-Ir，所以图线的纵截距表示电源电动势，即E=0.97V，图线斜率的绝对值表示电源内阻，即r=0.97-0.400.76×10-3kΩ(3)当三个一样的水果电池串联形成一个电池组时，作出该电源的I-U图线，如图所示.两图线的交点横坐标即为LED正常发光时的电压，即U=2.06V.(4)造成电压减小原因可能是电压表内阻与LED灯电阻相比较小，使得回路总电阻减小较明显，电流增大，内电压增大，路端电压减小.4.某实验小组准备用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成水果电池，探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响.实验小组在市场上购买了品种、大小和成熟程度几乎相同的苹果，小组成员设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r，电路原理如图甲所示.实验室可提供器材如下：电压表V(0~3V，内阻约3kΩ；0~15V，内阻约15kΩ)；电流表A(0~0.6A，内阻约0.125Ω；0~3A，内阻约0.025Ω)；微安表G(量程200μA，内阻约1000Ω)；滑动变阻器(额定电流2A，最大阻值100Ω)，电阻箱(最大阻值99999Ω)，开关、导线若干.(1)查阅资料知道苹果电池的电动势约为1V，内阻约为几kΩ，经过分析后发现方案甲不合适，你认为方案甲不合适的原因是________(多选).

A.滑动变阻器起不到调节的作用B.电流表几乎没有示数C.电压表分流明显导致测量误差偏大D.电压表示数达不到量程的三分之一(2)实验小组根据方案乙进行实验，根据数据作出1I-R图像，如图丙.已知图像的斜率为k，纵轴截距为b，微安表内阻为rg，可求得被测电池的电动势E=________，内电阻r=________.(3)改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如表所示.序号电极插入深度h/cm电极间距d/cm电动势E/V内阻r/Ω1421.01659812441.05695083221.08311073(4)分析以上数据可知电极插入越深入，水果电池内阻越________，电极间距越大，水果电池内阻越________.

【答案】(1)ABD(2)1k(3)bk-rg(4【解析】(1)滑动变阻器最大阻值只有100Ω，而苹果电池的内阻约为几千Ω，则滑动变阻器起不到调节的作用，A正确；电路中电流只有不到1mA，则电流表几乎没有示数，B正确；电压表内阻远大于滑动变阻器的电阻，电压表的分流不明显，C错误；使用量程