2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)課時分層作業(yè)39測量電源的電動勢和內(nèi)阻

課時分層作業(yè)(三十九)測量電源的電動勢和內(nèi)阻基礎(chǔ)強化練1．[2024·重慶育才中學(xué)模擬]某物理探究小組的同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的試驗電路測定干電池的電動勢和內(nèi)阻．試驗器材如下：A．電池組(兩節(jié)干電池)；B．定值電阻R0＝2Ω；C．毫安表(量程為50mA，內(nèi)阻Rg＝4.5Ω)；D．電壓表(量程為3V，內(nèi)阻很大)；E．滑動變阻器R；F．電阻箱；G．開關(guān)，導(dǎo)線若干．(1)將電阻箱的阻值調(diào)至0.5Ω，則圖甲中虛線框內(nèi)改裝后電流表的量程為________mA.(2)試驗步驟如下：①閉合開關(guān)S前，將滑動變阻器R的滑片移到________(選填“左”或“右”)端；②閉合開關(guān)S，變更滑片位置，登記電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I，多次試驗后將所測數(shù)據(jù)在如圖乙所示的坐標紙上，作出U-I圖線．(3)每節(jié)干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)(4)電動勢的測量值________(選填“大于”“等于”或“小于”)真實值．2．[2024·安徽合肥二模]某試驗小組利用如圖(a)所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．所用的試驗器材如下：A．待測電源；B．定值電阻R0(阻值為3.0Ω)；C．電阻箱R(最大阻值為999.9Ω)；D．電壓表V(量程為3.0V，內(nèi)阻很大)；E．開關(guān)S和導(dǎo)線若干．試驗步驟如下：①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；②多次調(diào)整電阻箱，登記電壓表的示數(shù)U和電阻箱相應(yīng)的阻值尺；③以eq\f(1,U)為縱軸，eq\f(1,R)為橫軸，作出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像；④求出圖線的斜率和縱軸上的截距．回答下列問題：(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則eq\f(1,U)與eq\f(1,R)的關(guān)系式為________．(2)試驗得到的部分數(shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R＝7.0Ω時電壓表的示數(shù)如圖(b)所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表．答：①________，②________．R/Ω4.05.06.07.08.09.0U/V1.521.721.88①2.142.32eq\f(1,U)/V－10.660.580.53②0.470.43(3)在圖(c)的坐標紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖，依據(jù)圖線求得電源電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω.實力提升練3．現(xiàn)要測量電壓表的內(nèi)阻和電源的電動勢，供應(yīng)的器材有：電源(電動勢約為6V，內(nèi)阻不計)，電壓表V1(量程0～2.5V，內(nèi)阻約為2.5kΩ)，電壓表V2(量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ)，電阻箱R0(最大阻值為9999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值為3kΩ)，滑動變阻器R2(最大阻值為500Ω),單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．(1)在圖(a)中完成試驗電路原理圖的連線．(2)依據(jù)下列步驟進行試驗：①閉合開關(guān)前，將滑動變阻器和電阻箱連入電路的阻值調(diào)至最大；②閉合開關(guān)，將電阻箱調(diào)到6kΩ，調(diào)整滑動變阻器至適當(dāng)?shù)奈恢?，此時電壓表V1的示數(shù)為1.60V，電壓表V2的示數(shù)為2.40V；③保持滑動變阻器連入電路的阻值不變，再將電阻箱調(diào)到2kΩ，此時電壓表V1的示數(shù)如圖(b)所示，其示數(shù)為________V，電壓表V2的示數(shù)為1.40V．(3)依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，計算得到電源的電動勢為________V，電壓表V1的內(nèi)阻為________kΩ，電壓表V2的內(nèi)阻為________kΩ.課時分層作業(yè)（三十九）1．解析：（1）改裝后電流表的量程為I1＝Ig＋eq\f(IgRg,R1)，代入數(shù)據(jù)解得I1＝500mA.（2）為了愛護電路，應(yīng)使電路中電流最小，所以滑動變阻器接入電路的電阻最大，即滑片應(yīng)移到左端．（3）依據(jù)毫安表的改裝原理可知，當(dāng)毫安表的示數(shù)為I時，電路中的電流為10I，依據(jù)閉合電路歐姆定律有2E＝U＋IRg＋10I（R0＋2r），代入數(shù)據(jù)整理得U＝2E－（20r＋24.5Ω）I，依據(jù)圖乙中的U-I圖像可知2E＝3.0V，20r＋24.5Ω＝eq\f(（3.0－1.0）V,4.5×10－2A)，解得E＝1.5V，r＝1.0Ω.（4）由電路圖分析可知，由電流表的示數(shù)可算出干路中的電流，由電壓表可測出滑動變阻器兩端的電壓，再通過歐姆定律計算，則可以精確得到電路中各部分的電壓，故該試驗求得的電動勢的測量值等于真實值．答案：（1）500（2）①左（3）1.51.0（4）等于2．解析：（1）由圖（a）可知，依據(jù)閉合電路歐姆定律有E＝eq\f(U,R)（r＋R＋R0），整理得eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E).（2）電壓表的分度值為0.1V，則其讀數(shù)為2.08V，故eq\f(1,U)＝0.48V－1.（3）依據(jù)描點法得出eq\f(1,U)-eq\f(1,R)圖像如圖所示，結(jié)合eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，可得eq\f(1,E)＝0.33V－1，eq\f(R0＋r,E)＝eq\f(0.63－0.33,0.23－0.05)Ω·V－1，解得E＝3.0V，r＝1.7Ω.答案：（1）eq\f(1,U)＝eq\f(R0＋r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)（2）①2.08②0.48（3）見解析圖3.0（2.9～3.1均可）1.7（1.5～1.9均可）3．解析：（1）由于兩個電壓表的量程都小于電源的電動勢，兩個電壓表串聯(lián)后的總電壓仍舊小于電源的電動勢，故應(yīng)當(dāng)用滑動變阻器作為愛護電阻．假如只是測量電動勢，可以采納如圖甲所示的電路，但是要想計算電壓表V1、電壓表V2各自的內(nèi)阻，須要將電路改進，設(shè)計的電路有圖乙、圖丙所示的兩種；而通過電壓表V1的最大電流約為1mA，通過電壓表V2的最大電流約為0.3mA，故設(shè)計的電路應(yīng)當(dāng)選擇圖乙．（2）題圖b所示的電壓表的最小刻度為0.1V，故估讀到0.01V，其讀數(shù)為2.10V.（3）對圖乙，設(shè)電壓表V1和電壓表V2的內(nèi)阻分別為r1、r2，示數(shù)分別為U1、U2，滑動變阻器的電阻調(diào)到r，由閉合電路的歐姆定律，得E＝U1＋U2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U2,r2)＋\f(U2,R01)))r，E＝U′1＋U′2＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U′2,r2)＋\f(U′2,R02)))r，其中R01＝6kΩ，R02＝2kΩ，對電壓表V1和電壓表V2所在的電路，由串并聯(lián)規(guī)律得eq\f(U1,