2025版高考物理一輪總復(fù)習(xí)考點(diǎn)突破第10章恒定電流實(shí)驗(yàn)12測定電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻考點(diǎn)1教材原型實(shí)驗(yàn)

考點(diǎn)1教材原型試驗(yàn)(基礎(chǔ)考點(diǎn)·自主探究)【跟蹤訓(xùn)練】(試驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)處理、電路圖連接)試驗(yàn)方案對試驗(yàn)測量的精度有干脆的影響，某學(xué)習(xí)小組對“測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻”的試驗(yàn)方案進(jìn)行了探究。試驗(yàn)室供應(yīng)的器材有：干電池一節(jié)(電動(dòng)勢約1.5V，內(nèi)阻小于1Ω)；電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約3kΩ)；電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻約1Ω)；滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)；定值電阻R1(阻值2Ω)；定值電阻R2(阻值5Ω)；開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干。(1)該小組依據(jù)圖甲所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)，通過調(diào)整滑動(dòng)變阻器阻值使電流表示數(shù)慢慢接近滿偏，記錄此過程中電壓表和電流表的示數(shù)，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)在U－I坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖乙所示，結(jié)果發(fā)覺電壓表示數(shù)的變更范圍比較小，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要緣由是B。(單選，填正確答案標(biāo)號)A．電壓表分流B．干電池內(nèi)阻較小C．滑動(dòng)變阻器最大阻值較小D．電流表內(nèi)阻較小(2)針對電壓表示數(shù)的變更范圍比較小的問題，該小組利用試驗(yàn)室供應(yīng)的器材改進(jìn)了試驗(yàn)方案，重新測量得到的數(shù)據(jù)如表所示。序號1234567I/A0.080.140.200.260.320.360.40U/V1.351.201.050.880.730.710.52請依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，回答以下問題：①圖丙上已標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請?jiān)趫D丙上標(biāo)出前4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫出U－I圖像。②依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，所選的定值電阻為R1(填“R1”或“R2”)。③用筆畫線代替導(dǎo)線，請依據(jù)改進(jìn)后的方案，將圖丁中的實(shí)物圖連接成完整電路。[答案](2)①見解析圖③見解析圖[解析](1)電壓表示數(shù)的變更范圍小，緣由是外電路的總電阻遠(yuǎn)大于電源內(nèi)阻，電壓表示數(shù)總是接近電源的電動(dòng)勢，B項(xiàng)正確。(2)①依據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)并連成一條直線，如圖(a)所示。②由圖像可知E＝1.58V，U＝0時(shí)I＝0.59A，故r′＝eq\f(E,I)≈2.68Ω，由于2Ω<r′<5Ω，又r′＝r＋R(r為電源內(nèi)阻，R為定值電阻)，故定值電阻只能是R1。③先畫出原理圖，如圖(b)所示，然后依據(jù)原理圖將各儀器依次連接起來，如圖(c)所示。(試驗(yàn)操作、誤差分析和電路選擇)(2024·福建卷)在測量某電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻時(shí)，因?yàn)殡妷罕砗碗娏鞅淼挠绊懀徽撨\(yùn)用何種接法，都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，為了消退電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差，某試驗(yàn)愛好小組設(shè)計(jì)了如圖甲試驗(yàn)電路進(jìn)行測量。已知R0＝2Ω。(1)依據(jù)圖甲所示的電路圖，將圖乙中的器材實(shí)物連線補(bǔ)充完整。(2)試驗(yàn)操作步驟如下：①將滑動(dòng)變阻器滑到最左端位置；②接法Ⅰ：單刀雙擲開關(guān)S與1接通，閉合開關(guān)S0，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R，記錄下若干組數(shù)據(jù)U1－I1的值，斷開開關(guān)S0；③將滑動(dòng)變阻器滑到最左端位置；④接法Ⅱ：單刀雙擲開關(guān)S與2接通，閉合開關(guān)S0，調(diào)整滑動(dòng)變阻器R，記錄下若干組數(shù)據(jù)U2－I2的值，斷開開關(guān)S0；⑤分別作出兩種狀況所對應(yīng)的U1－I1和U2－I2圖像。(3)單刀雙擲開關(guān)接1時(shí)，某次讀取電表數(shù)據(jù)時(shí)，電壓表指針如圖丙所示，此時(shí)U1＝1.30V。(4)依據(jù)測得數(shù)據(jù)，作出U1－I1和U2－I2圖像如圖丁所示，依據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢E＝1.80V，內(nèi)阻r＝2.50Ω。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))(5)由圖丁可知接法Ⅱ(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測得的電源內(nèi)阻更接近真實(shí)值。(6)綜合考慮，若只能選擇一種接法，應(yīng)選擇接法Ⅱ(填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測量更合適。[解析](1)依據(jù)圖甲所示的電路圖，實(shí)物連接如圖所示。(3)量程為3V的電壓表分度值為0.1V，須要估讀到分度值的下一位，由圖丙可知電壓表讀數(shù)為U1＝1.30V。(4)當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接1時(shí)，電流表示數(shù)為零時(shí)，電壓表測量精確，故電動(dòng)勢為U1－I1的縱軸截距，則有E＝1.80V當(dāng)單刀雙擲開關(guān)接2時(shí)，電壓表示數(shù)為零時(shí)，電流表測量精確，由U2－I2圖像可知此時(shí)電路電流為0.40A，依據(jù)閉合電路的歐姆定律可知I＝eq\f(E,R0＋r)解得內(nèi)阻為r＝eq\f(E,I)－R0＝eq\f(1.80,0.40)Ω－2Ω＝2.50Ω。(5)由圖丁可知U1－I1圖像的斜率為k1＝eq\f(1.80－0,0.36)Ω＝R0＋r1解得r1＝3.00Ω由圖丁可知U2－I2圖像的斜率為k2＝eq\f(1.70－0,0.40)Ω＝R0＋r2解得r2＝2.25Ω可得eq\f(r1－r,r)＝eq\f(3.00－2.50,2.50)＝0.2>eq\f(r－r2,r)＝eq\f(2.50－2.25,2.50)＝0.1故接法Ⅱ測得的電源內(nèi)阻更接近真實(shí)值。(