2024高考物理一輪復(fù)習(xí)規(guī)范演練37測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻含解析新人教版

PAGE12-規(guī)范演練37測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻[抓基礎(chǔ)]1.（2024·福建廈門雙十中學(xué)熱身）圖甲為某同學(xué)測(cè)量某一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖，其中虛線框內(nèi)為用毫安表改裝成雙量程電流表的電路.已知毫安表的內(nèi)阻為10Ω，滿偏電流為100mA，電壓表V量程為3V，R0、R1、R2為定值電阻，其中R0＝3Ω.甲乙（1）若運(yùn)用a和b兩個(gè)接線柱，電流表量程為0.6A；若運(yùn)用a和c兩個(gè)接線柱，電流表量程為3A.由題中條件和數(shù)據(jù)，可求出R1＝Ω，R2＝Ω.（2）試驗(yàn)步驟.①依據(jù)原理圖連接電路；②開關(guān)S2撥向b，將滑動(dòng)變阻器R的滑片移動(dòng)到（選填“左”或“右”）端，閉合開關(guān)S1；③多次調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片，登記相應(yīng)的毫安表的示數(shù)I和電壓表示數(shù)U.（3）數(shù)據(jù)處理：①利用試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)畫成圖乙所示的U-I圖象；②由圖象得電源的電動(dòng)勢(shì)E＝V，內(nèi)阻r＝Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）.解析：（1）依據(jù)電流表改裝原理可知，運(yùn)用a和b兩個(gè)接線柱，電流表量程為0.6A，即0.6＝100×10－3＋eq\f(100×10－3×10,R1＋R2)，運(yùn)用a和c兩個(gè)接線柱，電流表量程為3A，即3＝100×10－3＋eq\f(100×10－3×（10＋R2）,R1)，聯(lián)立兩式解得R1＝0.4Ω，R2＝1.6Ω.（2）試驗(yàn)中為了愛護(hù)電路，應(yīng)讓電流由最小起先調(diào)整，故滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)調(diào)至最大，因此滑片起先時(shí)應(yīng)滑至最左端.（3）開關(guān)S2撥向b，依據(jù)閉合電路規(guī)律可知E＝U＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(I＋\f(IRg,R1＋R2)))（R0＋r），變形得U＝E－eq\f(（R1＋R2＋Rg）（R0＋r）,R1＋R2)I，則縱軸截距表示電動(dòng)勢(shì)，即E＝3.0V，圖線的斜率|k|＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(1－3,76×10－3)))＝eq\f(（R1＋R2＋Rg）（R0＋r）,R1＋R2)，解得r＝1.4Ω.答案：（1）0.41.6（2）左（3）3.01.42.用試驗(yàn)測(cè)一電池的內(nèi)阻r和一待測(cè)電阻的阻值Rx.已知電池的電動(dòng)勢(shì)約6V，電池內(nèi)阻和待測(cè)電阻阻值都為數(shù)十歐.可選用的試驗(yàn)器材有：甲A.電流表A1（量程0～30mA）；B.電流表A2（量程0～100mA）；C.電壓表V（量程0～6V）；D.滑動(dòng)變阻器R1（阻值0～5Ω）；E.滑動(dòng)變阻器R2（阻值0～300Ω）；F.開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干條.某同學(xué)的試驗(yàn)過程如下：Ⅰ.設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖，正確連接電路.Ⅱ.將R的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)，逐次調(diào)小R的阻值，測(cè)出多組U和I的值，并記錄，以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線.乙Ⅲ.斷開開關(guān)，將Rx改接在B、C之間，A與B干脆相連，其他部分保持不變.重復(fù)Ⅱ的步驟，得到另一條U-I圖線，圖線與橫軸I的交點(diǎn)坐標(biāo)為（I0，0），與縱軸U的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0，U0）.回答下列問題：（1）電流表應(yīng)選用，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用；（2）由圖乙的圖線，得電源內(nèi)阻r＝Ω；（3）用I0，U0和r表示待測(cè)電阻的關(guān)系式Rx＝，代入數(shù)值可得Rx；（4）若電表為志向電表，Rx接在B、C之間與接在A、B之間，滑動(dòng)變阻器滑片都從最大阻值位置調(diào)到某同一位置，兩種狀況相比，電流表示數(shù)變更范圍，電壓表示數(shù)變更范圍（兩空均選填“相同”或“不同”）.解析：（1）由閉合電路歐姆定律，要想調(diào)整時(shí)電流表和電壓表的讀數(shù)有明顯變更，起限流作用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2；由題圖乙可知，電流表應(yīng)選A2.（2）依據(jù)U-I圖線的斜率求得電源內(nèi)阻為25Ω.（3）Rx改接在B、C之間后，U-I圖線的斜率的肯定值eq\f(U0,I0)＝Rx＋r，故Rx＝eq\f(U0,I0)－r.（4）Rx所接位置的變更并不影響干路電流的測(cè)量，故電流表示數(shù)變更范圍相同；但是改接前后電壓表測(cè)量的分別是路端電壓與滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，故電壓表示數(shù)變更范圍不同.答案：（1）A2R2（2）25（3）eq\f(U0,I0)－r（4）相同不同3.（2024·安徽淮北一模）在“用電流表和電壓表測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻”的試驗(yàn)中.（1）備有如下器材：A.干電池1節(jié)； B.滑動(dòng)變阻器（0～20Ω）；C.滑動(dòng)變阻器（0～1kΩ）； D.電壓表（0～3V）；E.電流表（0～0.6A）； F.電流表（0～3A）；G.開關(guān)、導(dǎo)線若干.其中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選，電流表應(yīng)選.（2）為了最大限度地減小試驗(yàn)誤差，請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出該試驗(yàn)最合理的電路圖.（3）某同學(xué)記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，試依據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出U-I圖線，并依據(jù)圖線得到被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E＝V，內(nèi)電阻r＝Ω.項(xiàng)目123456I/A0.100.150.200.250.300.40U/V1.321.261.181.131.040.93（4）電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值（選填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值；內(nèi)阻測(cè)量值（選填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值.解析：（1）本試驗(yàn)滑動(dòng)變阻器采納限流連接，為了減小讀數(shù)造成的誤差，電流不宜過小，因此滑動(dòng)變阻器選擇B，電流表選擇0.6A量程即可，即選E.（2）用電流表、電壓表測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻差不多，因此電流表相對(duì)于電源要外接，試驗(yàn)電路圖如圖（a）所示.圖（a）（3）將各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)并將各點(diǎn)用直線連接，得到電源的U-I圖象，如圖（b）所示；圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，故電動(dòng)勢(shì)E＝1.45V；圖象的斜率表示電源內(nèi)阻，電源內(nèi)阻r＝eq\f(1.45－0.8,0.5)Ω＝1.3Ω.圖（b）（4）由于電壓表的分流作用，電流的測(cè)量值小于真實(shí)值，對(duì)應(yīng)電源的U-I圖象兩條圖線如圖（c）所示，則電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值，電源內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)，則電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值.圖（c）答案：（1）BE（2）見解析（3）見解析1.451.3（4）小于小于4.（2024·安徽六安一中三模）利用如圖甲所示電路，可用伏安法測(cè)定某一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，其中虛線框內(nèi)為用表頭G改裝的電壓表V，A為標(biāo)準(zhǔn)電流表，E1為待測(cè)電源，S為開關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器.甲乙（1）已知表頭G的滿偏電流Ig＝200μA，按如圖乙所示電路，用半偏法測(cè)定表頭G的內(nèi)電阻rg，其中電阻R4約為1kΩ，為使rg的測(cè)量值盡量精確，在以下器材中，電源E2應(yīng)選用，電阻R2應(yīng)選用（選填器材前的字母）.A.電源（電動(dòng)勢(shì)為1.5V）；B.電源（電動(dòng)勢(shì)為6V）；C.電阻箱（0～999.9Ω）；D.滑動(dòng)變阻器（0～500Ω）；E.電位器（一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng)，0～5.1kΩ）；F.電位器（一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng)，0～51kΩ）.（2）假如所得R3的阻值為300.0Ω，則圖中被測(cè)表頭G的內(nèi)阻rg的測(cè)量值為Ω，該測(cè)量值（選填“略大于”“略小于”或“等于”）實(shí)際值.（3）給表頭G串聯(lián)一個(gè)阻值為kΩ的電阻就可以將該表頭G改裝為量程為6V的電壓表V.（4）由（2）確定表頭的內(nèi)阻測(cè)量值與實(shí)際值差異后，將其改裝成另一電壓表V（圖甲虛線框所示）接入圖甲電路進(jìn)而完成圖甲試驗(yàn)測(cè)量時(shí)，電壓表V測(cè)量值（選填“大于”“小于”或“等于”）實(shí)際值，電源內(nèi)阻測(cè)量值（選填“大于”“小于”或“等于”）實(shí)際值.解析：（1）由于Ig＝200μA，R4約為1kΩ，為使閉合S2時(shí)對(duì)電路中電流的影響較小，R2應(yīng)選擇阻值較大的F，則電源應(yīng)選取電動(dòng)勢(shì)較大的B.（2）當(dāng)調(diào)整電阻箱，使電流表半偏時(shí)，由于干路電流幾乎未變，電阻箱與電流表中的電流相等，電阻必定相等，假如所得的R3的阻值為300.0Ω，則題圖中被測(cè)表頭G的內(nèi)阻rg的測(cè)量值為300.0Ω.事實(shí)上電阻箱接入后，電路的總電阻減小了，干路電流增大了，表頭半偏時(shí)，流過電阻箱的電流大于流過表頭的電流，電阻箱接入的電阻小于表頭的電阻，所以，該測(cè)量值“略小于”實(shí)際值.（3）依據(jù)改裝原理可知，U＝Ig（Rg＋R），解得R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝eq\f(6,200×10－6)Ω－300Ω＝29.7kΩ.（4）由于電阻箱的測(cè)量值小于真實(shí)值，則改裝后電壓表實(shí)際內(nèi)阻偏小，故電壓表的測(cè)量值小于真實(shí)值；同時(shí)由于采納了相對(duì)電源的電流表外接法，電流表示數(shù)偏小，故電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值.答案：（1）BF（2）300.0略小于（3）29.7（4）小于小于5.（2024·海南卷）某同學(xué)利用圖（a）中的電路測(cè)量電流表的內(nèi)阻RA（約為5Ω）和直流電源的電動(dòng)勢(shì)E（約為10V）.圖中R1和R2為電阻箱，S1和S2為開關(guān).已知電流表的量程為100mA，直流電源的內(nèi)阻為r.圖（a）圖（b）圖（c）（1）斷開S2，閉合S1，調(diào)整R1的阻值，使?jié)M偏；保持R1的阻值不變，閉合S2，調(diào)整R2，當(dāng)R2的阻值為4.8Ω時(shí)的示數(shù)為48.0mA.忽視S2閉合后電路中總電阻的變更，經(jīng)計(jì)算得RA＝Ω.（2）保持S1閉合，斷開S2，多次變更R1的阻值，并記錄電流表的相應(yīng)示數(shù).若某次R1的示數(shù)如圖（b）所示，則此次R1的阻值為____Ω.（3）利用記錄的R1的阻值和相應(yīng)的電流表示數(shù)I，作出I－1-R1圖線，如圖（c）所示.用電池的電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r和電流表內(nèi)阻RA表示I－1隨R1變更的關(guān)系式為I－1＝.利用圖（c）可求得E＝V（保留兩位有效數(shù)字）.答案：5.2148.2eq\f(R1,E)＋eq\f(r＋RA,E)9.2（8.9至9.4之間）6.（2024·天津試驗(yàn)中學(xué)模擬）某同學(xué)為了測(cè)量一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，從試驗(yàn)室找到以下器材：一個(gè)滿偏電流為100μA，內(nèi)阻為2500Ω的表頭，一個(gè)開關(guān)，兩個(gè)電阻箱（0～999.9Ω）和若干導(dǎo)線.（1）由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先須要將表頭改裝成量程為0～50mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），并將該電阻箱阻值調(diào)為Ω（精確到小數(shù)點(diǎn)后一位）.（2）接著該同學(xué)用改裝的電流表對(duì)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻進(jìn)行測(cè)量，試驗(yàn)電路如圖所示.通過變更電阻R測(cè)相應(yīng)的電流I，并且作相關(guān)計(jì)算后一并記錄如下表：依據(jù)數(shù)據(jù)，畫出IR-I圖線如下：依據(jù)圖線可得電池的電動(dòng)勢(shì)E＝V，內(nèi)阻r＝Ω.答案：（1）并聯(lián)5.0（2）1.532.07.（2024·天津模擬）（1）用伏特表、安培表測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的原理是，但詳細(xì)應(yīng)用又比較敏捷.現(xiàn)有一特別電池，它的電動(dòng)勢(shì)E約為10V，內(nèi)阻r約為50Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50mA.為了測(cè)量這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，某同學(xué)利用圖甲所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)，圖中毫安表的內(nèi)阻RA已經(jīng)測(cè)出，阻值為2Ω，R為電阻箱，阻值范圍0～999.9Ω，R0為定值電阻，對(duì)電路起愛護(hù)作用.（2）試驗(yàn)室備有的定值電阻R0共有以下幾種規(guī)格.A.20Ω B.50ΩC.100Ω D.160Ω本試驗(yàn)選用哪一種規(guī)格的定值電阻最好.（3）該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)K，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，則依據(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.答案：（1）閉合電路歐姆定律（2）D（3）10488.（2024·天津模擬）某試驗(yàn)小組要測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)行了如下的試驗(yàn).圖（a）圖（b）首先測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.由于擔(dān)憂電源內(nèi)阻過小，因此給電源串聯(lián)了一個(gè)定值電阻R0，然后進(jìn)行試驗(yàn).電路如圖（a）所示，缺失的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)是和（均選填“a”“b”或“c”）相連.電路補(bǔ)充完整后，多次測(cè)量記錄數(shù)據(jù)，并做出如圖（b）所示的U-I圖象，由圖象可得該電源電動(dòng)勢(shì)為E＝V（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）.答案：ac4.8[提素養(yǎng)]9.（2024·重慶南開中學(xué)模擬）某物理愛好小組打算測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻試驗(yàn)室供應(yīng)了如下器材：A.電流表A1（量程3mA，內(nèi)阻為199Ω）；B.電流表A2（量程1500mA，內(nèi)阻為1Ω）；C.電壓表V（量程3V，內(nèi)阻很大）；D.滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～5Ω，額定電流2A）；E.滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～500Ω.額定電流1A）；F.定值電阻R3＝1Ω；G.定值電阻R4＝1kΩ.以及待測(cè)干電池，開關(guān)、導(dǎo)線若干.同學(xué)們依據(jù)供應(yīng)的器材，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的試驗(yàn)電路圖.（1）為了盡量減小誤差且便利操作，圖中電流表應(yīng)選擇（選填A(yù)1或A2），滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇（選填R1或R2），定值電阻應(yīng)選擇（選填R3或R4）.（2）同學(xué)們利用上述試驗(yàn)裝置測(cè)得了多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將電流表的讀數(shù)作為橫坐標(biāo)，電壓表的讀數(shù)作為縱坐標(biāo)，選取合適的標(biāo)度，繪制了如圖乙的圖線.則該小組同學(xué)測(cè)定的干電池電動(dòng)勢(shì)E＝____V，內(nèi)阻r＝Ω（填含有a、b、c的表達(dá)式）.答案：（1）A1R1R3（2）aeq\f(5（a－b）,c)10.（2024·安徽模擬）當(dāng)今人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展，電池是新型人工智能機(jī)器人的重要部分，某新型機(jī)器人上的一節(jié)電池的電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻為2～7Ω，為測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，試驗(yàn)室可供選用的器材如下：A.待測(cè)電池；B.定值電阻R0（R0＝1.8Ω）；C.電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約2kΩ）；D.電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻RA＝1.2Ω）；E.電阻箱（0～99.99Ω，額定電流1.5A）；F.開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干.圖1圖2圖3（1）甲、乙兩位同學(xué)為測(cè)量出該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，各自想出了自己的測(cè)量方法，設(shè)計(jì)電路分別如圖1、圖2所示，則你認(rèn)為合理的是.A.甲的設(shè)計(jì)B.乙的設(shè)計(jì)C.誤差幾乎一樣，都可以D.兩人的設(shè)計(jì)都不行（2）假如按甲同學(xué)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行測(cè)量得到電阻箱的電阻R和電流表的讀數(shù)I以及計(jì)算出eq\f(1,I)的多組數(shù)據(jù)后，作出了如圖3所示的eq\f(1,I)-R圖象.請(qǐng)你幫助他分析計(jì)算電池的電動(dòng)勢(shì)E＝V，內(nèi)阻r＝Ω（結(jié)果均保留一位小數(shù)）.（3）已知某個(gè)小燈泡的U-I圖象如圖4所示，把三只這樣的相同的小燈泡并聯(lián)后與R1一起接在第（2）問中已經(jīng)測(cè)量的電池上，電路圖如圖5所示.已知R1＝2Ω，則閉合開關(guān)電路穩(wěn)定后，其中一個(gè)小燈泡的電阻為Ω，功率為W（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）.圖4圖5答案：A3.03.010.00.14411.（2024·茂名模擬）試驗(yàn)室有一節(jié)干電池，某同學(xué)想測(cè)量其電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.除了一節(jié)干電池、開關(guān)S、導(dǎo)線外還有下列器材供選用：A.表頭G（0～200μA，內(nèi)阻RA為10Ω）；B.定值電阻R1（9990Ω，額定電流2A）；C.定值電阻R2（990Ω，額定電流2A）；D.電阻箱R（0～999.9Ω，額定電流3A）.（1）為了測(cè)量電動(dòng)勢(shì)，該同學(xué)應(yīng)當(dāng)選哪個(gè)定值電阻（填器材的字母代號(hào)）.（2）在下方虛線框中畫出試驗(yàn)電路圖.（3）依據(jù)正確的接法接好電路，試驗(yàn)后得到如圖所示的圖象，該同學(xué)處理數(shù)據(jù)的時(shí)候考慮到改裝好后電表的實(shí)際內(nèi)阻，已知圖象的斜率為k，截距為b.則該同學(xué)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)為_____，內(nèi)阻為_____（用題中所給的字母表示）.答案：（1）B（2）如圖所示（3）eq\f(（Rg＋R1）2,b（Rg＋R1）2－k)eq\f(k（Rg＋R1）,bRg＋bR1－k)12.（2024·長(zhǎng)郡中學(xué)模擬）某同學(xué)利用一段長(zhǎng)電阻絲測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，接好如圖所示的試驗(yàn)裝置后，將導(dǎo)線的接頭O分別連接上電阻絲的a、b、c、d四個(gè)位置并閉合電路測(cè)量.（電壓表、電流表均為志向電表）（1）試驗(yàn)中選擇從電阻絲的左端a起先而不是從電阻絲的最右端起先的主要緣由是.A.操作簡(jiǎn)便，便利試驗(yàn)B.防止因電阻過小而燒壞電源，愛護(hù)電路C.測(cè)量更多組數(shù)據(jù)，減小試驗(yàn)誤差D.隨機(jī)試驗(yàn)，從哪