《高考备考指南 物理 》课件-实验九　测定电源的电动势和内阻

实验九测定电源的电动势和内阻(本栏目对应配套训练P74~75)知识巩固练习1.(2023年广东模拟)某物理兴趣小组欲将电流表A1改装成量程为15V的电压表.该小组同学计划用如图甲所示的电路测量电流表A1的内阻.提供的实验器材有：A.电流表A1(量程为1mA，内阻约为290Ω)；B.电流表A2(量程为1.5mA，内阻约为200Ω)；C.定值电阻(阻值为600Ω)；D.定值电阻(阻值为60Ω)；E.滑动变阻器R；F.一节新的干电池E；G.开关S及导线若干.(1)图甲中的电阻R0应选用____________(填“C”或“D”).

(2)根据图甲，用笔画线代替导线补充完成图乙中实物间的连线.(3)正确连接线路后，闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，获得多组A1的示数I1和A2的示数I2，将对应的数据在I2－I1坐标系中描点，作出I2－I1图像如图丙所示.A1的内阻为____________Ω(结果保留三位有效数字).

(4)给A1串联一个阻值为____________kΩ(结果保留三位有效数字)的定值电阻可将A1改装成量程为15V的电压表V.

(5)用标准电压表V0与V并联进行校准，当V0的示数为12.4V时，A1的示数为0.80mA.则V的实际量程为____________V(结果保留三位有效数字).

【答案】(1)C(2)如图(3)300(4)14.7(5)15.5【解析】(1)当电流表A1、A2满偏时，A1并联的电阻约为R'0＝IA1RA1IA2－IA1(2)根据图甲，用笔画线代替导线，补充完成图乙中实物间的连线如答图.(3)根据串并联电路特点和欧姆定律有I2＝I1＋I1RA1R0，整理得I2＝R0＋RA1R(4)将A1改装成量程为15V的电压表需要串联的电阻为R1＝UV－IA1RA1IA1＝15－1.0×(5)当V0的示数为12.4V时，A1的示数为0.80mA；当V0的示数为15V时，A1的示数为RV1＝12.40.8×10－3Ω＝15500Ω.则V的实际量程为UV真＝RV1·IA1＝152.(2023年全国甲卷)某同学用伏安法测绘一额定电压为6V、额定功率为3W的小灯泡的伏安特性曲线，实验所用电压表内阻约为6kΩ，电流表内阻约为1.5Ω.实验中有图甲和图乙两个电路图供选择.(1)实验中得到的电流I和电压U的关系曲线如图丙所示.该同学选择的电路图是图____________(填“甲”或“乙”).

(2)若选择另一个电路图进行实验，在图丙上用实线画出实验中应得到的关系曲线的示意图.【答案】(1)甲(2)如图【解析】(1)由于RVRA≈95Ω，而小灯泡的电阻约为r＝U2P≈(2)若选用另一个电路图即图乙实验，则有U＝U灯＋IRA.根据图丙可得电流分别为200mA、300mA、500mA时，U灯为1.0V、2.0V、6.0V.可知对应的电压应为1.3V、2.45V、6.75V.描点连线如图.3.(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.(结果均保留两位有效数字)

(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】(2)由闭合电路欧姆定律E＝U＋I(r＋R0)，得U＝E－I(r＋R0)，根据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，内阻偏小.综合提升练习4.(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表)、滑动变阻器、电流表、导线、开关等.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示数，作出U－I图像，如图丙中图线所示.由图像求得水果电池的电动势E＝____________V，内阻r＝____________kΩ(结果保留两位有效数字).

(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(保留三位有效数字).

(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】(2)根据闭合电路欧姆定律可得U＝E－Ir，所以图像的纵截距表示电源电动势，即E＝0.97V；图像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