07 实验十二　测量电源的电动势和内阻-2026版高考物理一轮复习

《全品选考复习方案》实验十二测量电源的电动势和内阻1.[2022·福建卷]在测量某电源电动势和内阻时,因为电压表和电流表的影响,不论使用何种接法,都会产生系统误差,为了消除电表内阻造成的系统误差,某实验兴趣小组设计了如图甲所示的实验电路进行测量.已知R0=2Ω.(1)按照图甲所示的电路图,将图乙中的器材实物连线补充完整.[答案]如图所示(2)实验操作步骤如下:①将滑动变阻器滑到最左端位置;②接法Ⅰ:单刀双掷开关S与1接通,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U1⁃I1的值,断开开关S0;③将滑动变阻器滑到最左端位置;④接法Ⅱ:单刀双掷开关S与2闭合,闭合开关S0,调节滑动变阻器R,记录下若干组数据U2⁃I2的值,断开开关S0;⑤分别作出两种情况所对应的U1⁃I1和U2⁃I2图像.(3)单刀双掷开关接1时,某次读取电表数据时,电压表指针如图丙所示,此时U1=1.30V.

(4)根据测得数据,作出U1⁃I1和U2⁃I2图像如图丁所示,根据图线求得电源电动势E=1.80,内阻r=2.50.(结果均保留两位小数)

(5)由图丁可知接法Ⅱ(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测得的电源内阻更接近真实值.

(6)综合考虑,若只能选择一种接法,应选择接法Ⅱ(选填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)测量更合适.

[解析](3)电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,需要估读到分度值的下一位,由图丙可知电压表读数为U1=1.30V.(4)当单刀双掷开关接1,电流表示数为零时,电压表测量准确,故电动势对应U1⁃I1图像的纵截距,故E=1.80V;当单刀双掷开关接2,电压表示数为零时,电流表测量准确,由U2⁃I2图像可知滑动变阻器短路时电流为0.40A,根据闭合电路欧姆定律可知I=ER0+r,解得内阻为r=EI-R0=1.800.40Ω-2Ω=2.50Ω.(5)由图丁可知U1⁃I1图像的斜率绝对值为k1=1.80−00.36Ω=R0+r1,解得r1=3.00Ω,由图丁可知U2⁃I2图像的斜率绝对值为k2=1.70−00.40Ω=R0+r2,解得r2=2.25Ω,由于r1−rr=3.00−2.502.50=0.2>r−r2r=2.50−2.252.50=0.1,故接法Ⅱ测得的电源内阻更接近真实值.(6)由电路图可知接法Ⅰ的误差来源是电流表的分压,接法Ⅱ的误差来源是电压表的分流,由于电源内阻较小,远小于电压表内阻,结合A.待测电源一个B.直流电压表V,量程为0~3V,内阻非常大C.定值电阻R0=150ΩD.电阻箱RE.导线和开关该同学设计的电路如图甲所示,根据该电路进行实验操作:多次改变电阻箱的阻值,记录每次电阻箱的阻值R和电压表的示数U,在1U⁃R坐标系中描出的坐标点如图乙所示(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则1U与R的关系式为

1U=1ER0(2)在图乙的坐标纸上画出1U⁃R关系图线[答案]如图所示(3)根据图线求得电源电动势E=3.03(2.95~3.05均可)V,内阻r=31.8(27.0~33.0均可)Ω.(均保留3位有效数字)

[解析](1)由题图可知,电压表与定值电阻R0并联,电压表测的是定值电阻R0两端的电压,电路中电流为I=UR0,由闭合电路欧姆定律可得E=UR0(R0+R+r),变形得1U=(2)拟合成直线,如图所示.(3)根据图线求得斜率k