2025年《滬科版2020上海高二物理必修第三冊(cè)》10.6 電源電動(dòng)勢(shì)即內(nèi)阻的測(cè)量（第2課時(shí) 伏阻法和安阻法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻）（作業(yè)）（解析版）

第頁(yè)新版滬科版2020上海高二物理必修第三冊(cè)《10.6電源電動(dòng)勢(shì)即內(nèi)阻的測(cè)量》第2課時(shí)伏阻法和安阻法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻1．為了測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，除待測(cè)電源和開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線以外，配合下列哪組儀器，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǎ〢．一個(gè)電流表和一個(gè)電阻箱B．一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器C．一個(gè)電壓表和一個(gè)電阻箱D．一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器【答案】D【解析】根據(jù)E＝I（R＋r），由電流表測(cè)出電流，用電阻箱讀出外電阻的阻值，可以求出E、r，A正確；根據(jù)E＝U＋I(xiàn)r，由電流表測(cè)出電流，由電壓表測(cè)出電壓，可以求出E、r，B正確；根據(jù)E＝U＋eq\f(Ur,R)，由電壓表測(cè)出電壓，用電阻箱讀出外電阻的阻值，可以求出E、r，C正確；因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器不能讀出電阻的數(shù)值，所以只有一個(gè)電流表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器，不能測(cè)出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，D錯(cuò)誤。2．某物理興趣小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)探究電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)的主要操作如下：（1）先用電壓表直接接在電池兩極粗測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)，這樣測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)比真實(shí)值________（填“偏大”或“偏小”）；（2）再按圖1甲接好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記下電阻箱和電壓表對(duì)應(yīng)的一系列讀數(shù)R、U，并計(jì)算得下表所列數(shù)據(jù)；eq\f(1,U)/（V－1）0.801.071.301.471.802.27eq\f(1,R)/（Ω－1）0.20.50.81.01.52.0圖1（3）在圖乙坐標(biāo)紙上畫出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖像；（4）根據(jù)圖乙中所畫的圖像可算出電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)__________________________V，電池的內(nèi)阻為_(kāi)_____Ω。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）偏小（3）見(jiàn)解析圖（4）1.67（1.55～1.75均對(duì)）1.40（1.32～1.48均對(duì)）【解析】（1）用電壓表直接接在電源兩端所測(cè)的電動(dòng)勢(shì)，實(shí)際上測(cè)量的是路端電壓，故測(cè)量值偏小。（3）如圖所示。（4）由閉合電路歐姆定律得E＝U＋eq\f(U,R)r，得eq\f(1,U)＝eq\f(1,E)＋eq\f(r,E)·eq\f(1,R)，因此圖線的縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)eq\f(1,E)＝0.60，得E≈1.67V，圖線的斜率k＝eq\f(r,E)＝eq\f(2.2－0.6,1.9－0)，將eq\f(1,E)＝0.60代入得r≈1.40Ω。3．要測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)E（小于3V）和內(nèi)阻r（約1Ω），現(xiàn)有下列器材：理想電壓表（3V和15V兩個(gè)量程）、電阻箱R（0～999.9Ω）、定值電阻R0＝3Ω、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線。某同學(xué)根據(jù)所給器材設(shè)計(jì)如圖2甲的實(shí)驗(yàn)電路：圖2（1）電路中定值電阻R0的作用是_______________________________________________。（2）請(qǐng)根據(jù)圖甲電路，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接電路。（3）該同學(xué)調(diào)節(jié)電阻箱阻值R，讀出對(duì)應(yīng)的電壓表示數(shù)U，得到兩組數(shù)據(jù)：R1＝2Ω時(shí)，U1＝2.37V，R2＝4Ω時(shí)，U2＝2.51V．由這兩組數(shù)據(jù)可求得電源的電動(dòng)勢(shì)E＝______V，內(nèi)阻r＝________Ω。（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）【答案】（1）保護(hù)電源，防止短路（2）見(jiàn)解析圖（3）2.941.21【解析】（1）若無(wú)R0存在，當(dāng)R調(diào)節(jié)到阻值為0時(shí)，外電路短路，有燒壞電源的危險(xiǎn)，故R0的作用是保護(hù)電源，防止短路；（2）如圖所示，注意電壓表量程選擇，開(kāi)關(guān)置于干路．（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1＝2Ω時(shí)E＝U1＋eq\f(U1,R1＋R0)r當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2＝4Ω時(shí)E＝U2＋eq\f(U2,R2＋R0)r聯(lián)立以上兩式得E≈2.94V，r≈1.21Ω。4．某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻（R0＝5Ω）一個(gè)，開(kāi)關(guān)兩個(gè)，導(dǎo)線若干，實(shí)驗(yàn)原理圖如圖3（a）。圖3（1）在圖（b）的實(shí)物圖中，已正確連接了部分電路，請(qǐng)完成余下電路的連接。（2）請(qǐng)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟：①檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖（c）所示，讀得電阻值是________；②將開(kāi)關(guān)S1閉合，開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)，電壓表的示數(shù)是1.49V；③將開(kāi)關(guān)S2______，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1。（3）使用測(cè)得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的電動(dòng)勢(shì)是______，內(nèi)阻是________（計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）?！敬鸢浮浚?）如圖所示（2）①20Ω③閉合（3）1.49V0.69Ω【解析】（2）由題圖（c）讀得電阻箱阻值為R＝20Ω；將S1閉合，S2斷開(kāi)，電壓表示數(shù)為電源電動(dòng)勢(shì)E＝1.49V，將S2再閉合，電壓表示數(shù)為電阻箱R兩端電壓。（3）將電壓表視為理想電表，則干路電流I＝eq\f(UV,R)＝eq\f(1.16,20)A＝0.058A．因?yàn)镮＝eq\f(E,R0＋R＋r)，所以r＝eq\f(E,I)－R0－R≈0.69Ω。5．現(xiàn)有一特殊電池，它的電動(dòng)勢(shì)E約為9V，內(nèi)阻r約為40Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA。為了測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖4甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電流表的內(nèi)阻RA為5Ω，R為電阻箱，阻值范圍為0～999.9Ω，R0為定值電阻，對(duì)電路起保護(hù)作用。圖4（1）實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格，本實(shí)驗(yàn)選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好（）A．10ΩB．50ΩC．150ΩD．500Ω（2）該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電流表的示數(shù)，記錄多組數(shù)據(jù)，作出了圖乙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω?！敬鸢浮浚?）C（2）1045【解析】（1）把電阻箱的阻值調(diào)為零，則電路中的電流最大Imax＝eq\f(E,RA＋R0＋r)，代入數(shù)據(jù)得R0＝135Ω對(duì)比備選選項(xiàng)，C符合要求．（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律I＝eq\f(E,R0＋R＋RA＋r)得eq\f(1,I)＝eq\f(1,E)（R0＋R＋RA＋r）在圖線上取兩個(gè)點(diǎn)，讀出兩組eq\f(1,I)、（R＋R0）數(shù)據(jù)，代入方程解得E＝10V，r＝45Ω。6．某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖5所示電路用來(lái)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，其中電流表內(nèi)阻為RA，量程為0～0.6A.圖5（1）實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)先將電阻箱電阻調(diào)到____________（填“最大值”“最小值”或“任意值”）。（2）改變電阻箱的阻值R，分別測(cè)出通過(guò)電流表的電流I.下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是________（填“1”或“2”）。方案編號(hào)電阻箱的阻值R/Ω1400.0350.0300.0350.0200.0235.030.025.020.015.0（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的eq\f(1,I)－R圖像是一條直線．若直線的斜率為k，在eq\f(1,I)坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動(dòng)勢(shì)E＝______，內(nèi)阻r＝______（用k、b和RA表示）?！敬鸢浮浚?）最大值（2）2（3）eq\f(1,k)eq\f(b,k)－RA【解析】（1）為保護(hù)電流表，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將電阻箱的電阻調(diào)到最大值。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若