高考物理一轮复习【专题练习】 专题54 测量电源的电动势和内电阻

高考物理一轮复习策略

首先，要学会听课：

1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;

2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。

3、听要结合写和思考。

4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。

其次，要学会记忆：

1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。

2、合理用脑。

3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：

一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。

1.摸透主干知识       2.能力驾驭高考      3.科技领跑生活

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训

专题54  测量电源的电动势和内电阻

【特训典例】

一、伏安法测电源的电动势和内电阻

1．某实验小组测量一充电宝的电动势和内阻。从说明书可知该充电宝的电动势约为5V，内阻很小，约0.1～0.3，最大放电电流为2A。

（1）该小组将充电宝连接线的外绝缘层剥开，找出充电宝的正极和负极，将多用电表选择开关旋到10V直流电压挡，先进行机械调零，然后红、黑表笔分别接触充电宝的正极和负极，电表刻度盘如图甲所示，该读数为__________V。

（2）该小组想进一步精确测出该充电宝的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：

A．电压表V（量程为6V，内阻约为5k）

B．电流表A（量程为3A，内阻约为0.6）

C．滑动变阻器R1（最大阻值为60）

D．定值电阻R0=3

E．一个开关及导线若干

该小组设计了两种测量充电宝电动势和内阻的电路，图乙中__________（填“A电路”或“B电路”）更为合理，理由是______________。

（3）该小组通过调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，并在坐标纸上描点如图丙所示，请根据描出的点作出U-I图像_________。

（4）根据U-I图像，可求得该充电宝的电动势为__________V，内阻为__________。（结果均保留两位小数）

（5）根据误差分析，该充电宝的电动势的测量值比真实值__________（填“偏小”或“偏大”），内阻的测量值比真实值__________（填“偏小”或“偏大”）。

2．（1）某中学生课外科技活动小组利用铜片，锌片、苹果制作了水果电池，他们想通过实验的方法测量这种电池的电动势E和内阻r。如图所示，通过学生反复实验，得出水果电池的内阻与水果的种类、两电极之间的距离及电极面积有关，一般在几百至几千欧姆之间。为了估测此苹果电池的内阻，______（选填“能”或“不能”）使用多用电表的欧姆挡进行初步测量。

（2）如图所示，该活动小组要测量一节旧干电池的电动势和内电阻，用到下列器材：

灵敏电流计G（内阻为50Ω）；    电压表V（0－3V，内阻约为10kΩ）；

电阻箱R1（0－999.9Ω）；    滑动变阻器R2；

开关和导线若王。

由于灵敏电流计的量程太小，该活动小组用电阻箱R1与灵敏电流计G并联，可使其量程扩大为原来的20倍，则改装后的电流表内阻为______。

（3）如下图所示，扩大量程后灵敏电流计的刻度盘并没有改变，将器材连接成如图所示的电路，调节滑动变阻器，读出了多组电压表示数U和灵敏电流计的示数IG，并作出了图线如图所示，由作出的图线及题中的相关信息，可求得于电池的电动势E=______，内阻r=______Ω。（结果保留3位有效数字）

3．某物理探究小组的同学设计了如图甲所示的实验电路测定干电池的电动势和内阻。实验器材如下：

A．电池组（两节干电池）

B．定值电阻

C．毫安表（量程为，内阻）

D．电压表（量程为，内阻很大）

E.滑动变阻器R

F.电阻箱

G.开关，导线若干

（1）将电阻箱的阻值调至，则图甲中虚线框内改装后电流表的量程为___________；

（2）实验步骤如下：

①闭合开关S前，将滑动变阻器R的滑片移到___________端（选填“左”或“右”）；

②闭合开关S，改变滑片位置，记下电压表的示数U和毫安表的示数I，多次实验后将所测数据如图乙所示的坐标纸上，作出图线；

（3）每节千电池的电动势___________V，内阻___________（结果均保留两位有效数字）；

（4）电动势的测量值___________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

4．太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，只要光照达到一定的强度，瞬间就可输出电压。某同学利用如图甲所示的电路测量某光电池的电动势和内阻，已知相同光照强度下该光电泡的电动势不变。

部分器材规格如下：

电流表（量程为0~3mA、内阻）；

电流表（内阻忽略不计）；

定值电阻；

定值电阻。

（1）该同学把电流表改装成量程为0~3V电压表，则其串联的定值电阻的阻值为______；

（2）该同学用一定强度的光照射该电池，闭合开关S，调节滑动变阻器R的阻值，读出改装后电压表的读数U和电流表的读数I，得到该电池的

曲线如图乙所示。由图乙可知，该电源的电动势为______V（保留两位有效数字），内阻______（填“是”或“不是”）定值，当改装的电压表（可视为理想电表）的示数为2.30V时，电源内阻为______（内阻结果保两位有效数字）；

（3）当滑动变阻器的电阻为零时，若改装的电压表可视为理想电压表，则定值电阻消耗的电功率为______W。（结果保留两位有效数字）

5．太阳能被誉为是理想的能源，太阳能发电技术被广泛地应用到生产生活中，如图甲的光伏路灯就是利用太阳能发电技术，通过电池组件将太阳能直接转变为电能用以照明。某实验兴趣小组取一片太阳能电池板来验证太阳能电池的发电性能，设计实验电路如图乙所示。主要实验步骤如下：

①按设计电路图连接好实物图；

②用强度为E0的光照射该电池，闭合开关S，多次调节滑动变阻器R，读出多组电压表和电流表的示数。

回答以下问题：

（1）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P置于___________（选填“a”或“b”）处；

（2）根据所读出的每组电压和电流描绘出该电池的U-I图像如图丙所示，已知曲线I和曲线Ⅱ一条为

依据实验数据描绘曲线，一条为理论曲线，图丙中依据实验描绘出的曲线为___________（选填“曲线I”或“曲线Ⅱ”）。

（3）当滑动变阻器的滑片P由b向左移动时，该电池的内阻先___________再___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

（4）用强度为E0的光照射该太阳能电池，并将该电池与一定值电阻R0=4Ω相连接，通过以上实验的数据可得此时该电池在强度为E0的光照射下的电动势E=__________V，内阻r=__________Ω。（结果保留三位有效数字）

二、安阻法测电源的电动势和内电阻

6．某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个理想电流表、一个定值电阻（阻值为）、一根均匀电阻丝（电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹）、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。主要实验步骤如下：

（1）某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。请利用现有器材设计实验，在图甲中画出测量单位角度对应电阻丝的阻值的实验电路图_______。（电阻丝用滑动变阻器符号表示）

（2）接下来将器材如图乙连接：

（3）开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端（填“a”或“b”）；

（4）改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角和电流表示数，得到多组数据；

（5）整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图丙所示，图线斜率为k，纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为r0，该电池电动势和内阻可表示为___________，___________（用、、d、表示）；

（6）若考虑电流表的内阻不可忽略，则电动势的测量值和真实值比___________，内阻的测量值和真实值比___________。（填“偏大”或“偏小”或“相等”）

7．一实验小组想测量一节蓄电池的电动势和内阻，实验室提供的器材有：待测蓄电池，电流表G（量程为3mA，内阻为Rg＝100Ω），电阻箱R（最大阻值99.9Ω），定值电阻R1（阻值为900Ω），保护电阻R0（阻值为3.0Ω），开关S、导线若干。

（1）他们设计了如图甲、乙所示的两种电路，为保证在调节电阻箱R阻值的过程中，电流表G的示数变化范围比较大，应选择_______（填“甲”或“乙”）电路进行实验。

（2）电路图中将定值电阻R1和电流表G串联，相当于把电流表G改装成了一个量程为_______V的电压表。

（3）闭合开关S，多次调节电阻箱R，记录电流表G的示数I和电阻箱对应的阻值R。

（4）以为纵坐标，为横坐标，作图线如图丙所示（用直线拟合）。

（5）根据丙图可求得电源电动势E＝_______V，内阻r＝_______Ω（结果均保留2位有效数字）。

8．随智能手机耗电的增加，人们出行会随身携带充电宝，充电宝就像可移动的电源，利用实验仪器可测量充电宝的电动势和内阻，这里说充电宝的电动势，并不是从能量转化的本质特征上来判断的，而是从充电宝的电路特征来判断的。剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线为负极，其余两根导线控制不用。实验电路图如图所示，使用的实验器材有：充电宝、电阻箱（最大阻值为，电阻（阻值为），电阻（阻值为），电流计（量程为，内阻为），开关及导线若干。

实验步骤如下：

①根据电路图连接电路；

②将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；

③多次调节电阻箱的阻值，记录下电流表的示数和电阻箱的阻值，并以为横坐标，以为纵坐标，通过线性拟合做出图像：

④算出斜率，纵轴上的截距。

回答下列问题：

（1）根据电路图连接实物图__________；

（2）用和表示充电宝的电动势和内阻，则与的关系式为：___________。

（3）根据斜率和纵轴截距的数值算得充电宝的电动势___________V，内阻___________。（结果保留两位小数）

9．某实验小组准备用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成水果电池，探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。实验小组在市场上购买了品种、大小和成熟程度几乎相同的苹果，成员设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r，电路原理如下图所示。实验室可供器材如下：

电压表V（0~3V，内阻约3kΩ；0~15V，内阻约15kΩ）；

电流表A（0~0.6A，内阻约0.125Ω；0~3A，内阻约0．025Ω）；

微安表G（量程200μA；内阻约1000Ω）；

滑动变阻器（额定电流2A，最大阻值100Ω），电阻箱（最大阻99999Ω），开关、导线若干。

（1）查阅资料知道苹果电池的电动势约为1V，内阻约为几kΩ，经过分析后发现方案A不合适，你认为方案A不合适的原因是_______（多选题）

A．滑动变阻器起不到调节的作用    B．电流表几乎没有示数

C．电压表分流明显导致测量误差偏大    D．电压表示数达不到量程的三分之一

（2）实验小组根据方案B进行实验，根据数据作出图像，已知图像的斜率为k，纵轴截距为b，微安表内阻为，可求得被测电池的电动势______，内电阻______．

（3）改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如图所示。

（3）分析以上数据可知电极插入越深入，水果电池内阻越_____，电极间距越大，水果电池内阻越_____。

10．某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：干电池 E（电流不超过0.5A），电阻箱R（最大阻值为99.99Ω），电流表A（量程为300 μA、内阻RA=500 Ω），阻值分别为2Ω、200 Ω、5.5 kΩ、19.5 kΩ 的定值电阻各一个，电键一个、导线若干。该同学根据提供的器材、设计了如图甲所示的电路。

（1）电路中 R1应选用阻值为___________的定值电阻；R0应选用阻值为_________的定值电阻；

（2）请将图乙中的实物电路连接完整。(       )

（3）闭合电键前，应使电阻箱的阻值调到最___________（填“大”或“小”），闭合电键后，多次调节电阻箱的阻值。记录电阻箱接入电路的阻值R，并记录对应电流表的值I。以为纵坐标， 为横坐标，将测得的数值在坐标纸上描点，如图丙所示，请根据描出的点作-图线。根据图线求得电源电动势E=___________V，内阻r=___________ Ω。（结果均保留三位有效数字）

三、伏阻法测电源的电动势和内电阻

11．某实验小组用如图（a）所示的电路测量一个电动势E约为9V、内阻r在0～15Ω范围内、允许通过的最大电流为0.9A的电池的电动势和内阻，虚线框内表示的是由量程只有5V、内阻为3000Ω的电压表和电阻箱R1共同改装成量程为10V的新电压表。R2是保护电阻，R3也是电阻箱。

（1）电阻箱R1的阻值应该调节为______Ω；

（2）可备选用的定值电阻有以下几种规格，则R2宜选用______；

A．150Ω，5.0W      B．10Ω，10W        C．5Ω，1.0W      D．0.5Ω，2.5W

（3）该小组利用图（a）测量电源的电动势和内阻时，选取R2为（2）中所选择的定值电阻，将改装好的新电压表正确地接在A、C之间。调节电阻箱R3，测出若干R3的阻值和原表头示数U1，请写出和

的关系式______。（用题中给出的物理量表示）

（4）根据实验数据，用描点的方法绘出图（b）所示的图像。依据图像，可以测出电源的电动势E=_V，内阻r=______Ω（结果均保留两位有效数字）。

12．实验室中有如下器材：多用电表，电压表（3V，3kΩ），两节1.5V干电池（内阻未知），滑动变阻器（最大阻值2kΩ）电键一个、导线若干。

①用多用电表测其中一节干电池的电动势，将选择开关置于合适的位置，下列符合要求的是___________。

②欧姆表的内部可以等效为一个电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路，如图1所示。利用图2所示的电路测量多用电表欧姆档内部电池的电动势和内阻。记电池的电动势为E，欧姆表“×”挡内部电路的总电阻为r，调节滑动变阻器。测得欧姆表的读数R和电压表的读数U，某次测量电压表的示数如图3所示，读数为___________V，根据实验数据画出的图线如图4所示，求得电动势___________V，内部电路的总电阻___________kΩ（所有结果保留两位小数）。

13．要测量一电源的电动势E（略小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：电压表V（0~3V）、电阻箱R（0~999.9Ω），定值电阻，开关和导线。某实验小组根据所给器材设计了如图甲所示的实验电路。

（1）实验小组同学计划用作图法处理数据，同学们多次调节电阻箱阻值R，读出电压表对应的数据，建立坐标系并描点连线得出了如图乙所示的图线，图线纵坐标表示，图线的横坐标表示电压表读数的倒数。若所得图线的斜率为k，图线的延长线在纵轴上的截距为－b，则该电源的电动势E＝______，内阻r＝______。（用k和b表示）

（2）从实验中取两组数据，电阻箱阻值时，对应电压表读数；电阻箱阻值时，电压表读数。由这两组数据可求得电源的电动势为E＝______V，内阻为r

＝______Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）利用图甲所示电路测得的电动势和内阻与真实值和相比，______，______。（填“大于”“等于”或“小于”）

14．某实验小组用电阻箱、电压表测量电源的电动势和内阻，所测电源的电动势E约为6V、内阻r为25～35Ω，允许通过的最大电流为50mA。所用电路如图1所示，图中电阻箱R的阻值范围为0～999.9Ω。

（1）电路中R0为保护电阻。实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用_____。

A．20Ω，125mA  B．50Ω，20mA   C．100Ω，60mA   D．1000Ω，5mA

（2）实验中多次调节电阻箱，记录电阻箱的阻值R及相应电压表的示数U，根据测得的多组数据，作出图线，图线的纵轴截距为a，斜率为b，则电源的电动势E＝_____，内阻r＝_____。

（3）图2中图线①是由测量值作出的图线，则由真实值作出的图线②符合要求的选项是_____。

15．某实验小组要测量某型号电池的电动势和内阻，在实验室中找到如下器材：

A．量程为6V的电压表V1，内阻很大；

B．量程为3V的电压表V2，内阻很大；

C．电阻箱R的调节范围为0~999.9Ω；

D．定值电阻R0，阻值约为10Ω；

E.开关和导线若干。

该实验小组设计了如图甲所示的电路图，并完成了如下的操作：

（1）组装好实验器材后，将电阻箱的阻值调到最大，开关闭合，减小电阻箱的阻值，读出两电压表V1、V2的示数U1、U2及相应的电阻箱示数R，反复调节，记录多组实验数据；

（2）该实验小组利用（1）中的数据建立如图乙所示的坐标系并绘制图像，由图像可知该电池的电动势E=____________V，内阻r=________Ω（结果均保留2位有效数字）；

（3）本实验电路还可以准确测量R0的阻值，该实验小组利用（1）中的数据建立如图丙所示的坐标系并绘制图像，则图像与纵轴的交点a=_____；由图像可知电路图甲中定值电阻的阻值R0=________Ω。