2026年高考物理一轮复习讲义 培优练习(新高考通用)第十章第55课时　实验十二：测量电源的电动势和内阻(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习讲义 培优练习(新高考通用)第十章第55课时　实验十二：测量电源的电动势和内阻(学生版+解析)，共6页。试卷主要包含了9 Ω)；等内容，欢迎下载使用。
目录
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc30743" 考点一 伏安法 PAGEREF _Tc30743 \h 2
\l "_Tc11006" 1.实验原理 PAGEREF _Tc11006 \h 2
\l "_Tc30324" 2.实验器材 PAGEREF _Tc30324 \h 2
\l "_Tc18692" 3.实验步骤 PAGEREF _Tc18692 \h 2
\l "_Tc20011" 4.用实验数据求E、r的处理方法 PAGEREF _Tc20011 \h 2
\l "_Tc13603" 5.误差分析 PAGEREF _Tc13603 \h 3
\l "_Tc5668" 6.注意事项 PAGEREF _Tc5668 \h 4
\l "_Tc1490" 考点二 伏阻法 PAGEREF _Tc1490 \h 6
\l "_Tc16743" 1.实验原理 PAGEREF _Tc16743 \h 6
\l "_Tc26302" 2.实验器材 PAGEREF _Tc26302 \h 7
\l "_Tc18080" 3.数据处理 PAGEREF _Tc18080 \h 7
\l "_Tc28342" 4.误差分析 PAGEREF _Tc28342 \h 7
\l "_Tc14579" 考点三 安阻法 PAGEREF _Tc14579 \h 9
\l "_Tc1452" 1.实验原理 PAGEREF _Tc1452 \h 9
\l "_Tc1122" 2.实验器材 PAGEREF _Tc1122 \h 9
\l "_Tc25616" 3.数据处理 PAGEREF _Tc25616 \h 9
【考情分析·探规律】
【知识梳理】
考点一 伏安法
1.实验原理
闭合电路欧姆定律。
2.实验器材
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。
3.实验步骤
(1)电流表用0.6 A的量程，电压表用3 V的量程，按电路图连接好电路。
(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据(I1，U1)。用同样的方法再测量几组I、U值，填入表格中。
(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。
4.用实验数据求E、r的处理方法
(1)列方程求解：由U＝E－Ir得U1＝E−I1rU2＝E−I2r，解得E、r。
(2)用作图法处理数据，如图所示。
①图线与纵轴交点为E；
②图线与横轴交点为I短＝Er；
③图线的斜率的绝对值表示r＝|ΔUΔI|。
5.误差分析
(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作U－I图像时描点不准确。
(2)系统误差：
①如图甲所示
方法a 电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表分流越多，对应的I真与I测的差IV越大，IV＝URV。其中U－I图像如图乙所示。
结论：E测I测
因电压表内阻RV不变，随着电压值U测减小，电压表电流IV减小，当电压值U测趋于0时，I趋近于I测，在图乙中重新绘制的U－I图线如图所示
故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变，与纵坐标轴交点的数值将变大。
2.(10分)用图(a)所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1 Ω)。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1 Ω，电压表的内电阻约为3 kΩ。
(1)(4分)利用图(a)中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图(b)中虚线框所示“等效电源”的电动势E'和内电阻r'。若电流表内电阻用RA表示，请你用E、r和RA表示出E'、r'，并简要说明理由。


(2)(4分)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图(c)中，实线是根据实验数据(图甲：U＝IR，图乙：I＝UR)描点作图得到的U－I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U－I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。
在图(c)中，对应图甲电路分析的U－I图像是 ；对应图乙电路分析的U－I图像是 。
(3)(2分)综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图(a)中的 (填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)E'＝E，r'＝r＋RA 理由见【解析】(2)C A (3)乙
【解析】(1)断路时，“等效电源”路端电压的数值E等于其电动势，故E'＝E。
电源和电流表串联，则“等效电源”的内电阻r'＝r＋RA。
(2)题图甲电路中，由于电流表的分压，内电阻的测量值为电源和电流表串联后的总电阻，比实际电源的内电阻大，对应实线斜率的绝对值比虚线的大。但当电流为零时，电流表的内电阻对测量没有影响，实线和虚线重合，故C正确；题图乙电路中，由于电压表的分流，内电阻的测量值为电源和电压表并联后的总电阻，比实际电源的内电阻小，对应实线斜率的绝对值比虚线的小。但当电压为零时，电压表的内电阻对测量没有影响，实线和虚线重合，故A正确。
(3)由实验数据可知，题图甲电路中，测量值r'＝r＋RA约1.1 Ω，真实值r约1 Ω，相对误差在10%左右；题图乙电路中电压表内电阻较大，分流较小，可忽略，故乙电路的误差较小，应选择乙。
3.(10分)在测定电源电动势和内阻的实验中，实验室仅提供下列实验器材：
A.干电池两节，每节电动势约为1.5 V，内阻约几欧姆
B.直流电压表V1、V2，量程均为0~3 V，内阻约为3 kΩ
C.定值电阻R0，阻值为5 Ω
D.滑动变阻器R，最大阻值为50 Ω
E.开关和导线若干
(1)(6分)原理图如图甲所示，实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V1和V2的多组数据U1、U2，描绘出U1－U2图像如图乙所示，图线斜率为k，与横轴的截距为m，则电源的电动势E＝ ，内阻r＝ (均用k、m、R0表示)。
(2)(4分)该实验方法产生的误差是由于 ，属于 误差。
【答案】(1)kmk−1 R0k−1 (2)电压表V2的分流引起的 系统
【解析】(1)根据题图甲结合闭合电路欧姆定律可得
E＝U2＋U2−U1R0r
整理可得U1＝R0＋rrU2－ER0r
则有k＝R0＋rr，0＝R0＋rrm－ER0r
解得E＝kmk−1，r＝R0k−1
(2)该实验方法产生的误差是由于电压表V2的分流引起的，属于系统误差。
4.(10分)(2023·湖北卷·12)某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图(a)所示电路，所用器材如下：
电压表(量程0~3 V，内阻很大)；
电流表(量程0~0.6 A)；
电阻箱(阻值0~999.9 Ω)；
干电池一节、开关一个和导线若干。
(1)(2分)根据图(a)，完成图(b)中的实物图连线。
(2)(4分)调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电流表示数I和电压表示数U。根据记录数据作出的U－I图像如图(c)所示，则干电池的电动势为 V(保留3位有效数字)、内阻为 Ω(保留2位有效数字)。
(3)(2分)该小组根据记录数据进一步探究，作出1I－R图像如图(d)所示。利用图(d)中图像的纵轴截距，结合(2)问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为 Ω(保留2位有效数字)。
(4)(2分)由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值 (填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)见解析图 (2)1.58 0.64 (3)2.5
(4)偏小
【解析】(1)实物连线如图：
(2)由电路图结合闭合电路的欧姆定律可得U＝E－Ir
由题图(c)可知E＝1.58 V
内阻r＝1.58− Ω≈0.64 Ω
(3)根据E＝I(R＋RA＋r)
可得1I＝1E·R＋RA＋rE
由题图(d)可知RA＋rE＝2 A－1，解得RA≈2.5 Ω
(4)由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与干电池内阻的并联值，即实验中测得的干电池内阻偏小。
5.(10分)(2021·全国乙卷·23)一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约1.5 V)和内阻r(小于2 Ω)。图中电压表量程为1 V，内阻RV＝380.0 Ω；定值电阻R0＝20.0 Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9 Ω；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：
(1)(2分)为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选 Ω(填“5.0”或“15.0”)；
(2)闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；
(3)(2分)根据图(a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示1U，得1U＝ ；
(4)利用测量数据，作1U－R图像，如图(b)所示；
(5)(4分)通过图(b)可得E＝ V(保留2位小数)，r＝ Ω(保留1位小数)；
(6)(2分)若将图(a)中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E'，由此产生的误差为|E'−EE|×100%＝ %(保留1位有效数字)。
【答案】(1)15.0
(3)R0＋RVERVR0·R＋1E＋(RV＋R0)rERVR0
(5)1.55 1.0 (6)5
【解析】(1)为了避免电压表被烧坏，接通电路时电压表两端的电压不能比电压表满偏电压大，当电压表满偏时有UmRVR0RV＋R0＝E−UmR＋r
代入数据解得R＋r＝9.5 Ω，故R>7.5 Ω
因此电阻箱接入电路的电阻值选15.0 Ω。
(3)由闭合电路欧姆定律可得
E＝U＋URVR0RV＋R0(R＋r)
化简可得1U＝R0＋RVERVR0·R＋1E＋RV＋R0ERVR0r
(5)由上面公式可得R0＋RVERVR0＝k＝119E，
1E＋RV＋R0ERVR0r＝b＝1E＋r19E，
由1U－R图像计算可得k≈0.034 V－1·Ω－1
延长图线，得到图线与纵轴的交点为0.85 V－1，则有0.85＝1E＋r19E＋519E
代入可得E≈1.55 V，r≈1.0 Ω。
(6)如果电压表为理想电表，则可有
1U＝1E＋rER0＋1ER0R
则此时E'＝120k
因此误差为|120k−119k119k|×100%＝5%。
实验：测量电源的电动势和内阻
2024北京卷T17
2024黑吉辽T11
2024甘肃卷T12
2023湖北卷T12
2023浙江6月选考T16Ⅱ
试
题
情
境
生活实践类
家用电器、新能源电动汽车、超级电容器、手机充电等
学习探究类
电表改装、导体电阻率的测量、测量电源的电动势和内阻、用多用电表测量电学中的物理量
序号
1
2
3
4
5
6
7
I/A
0.08
0.14
0.20
0.26
0.32
0.36
0.40
U/V
1.35
1.20
1.05
0.88
0.73
0.71
0.52
R/Ω
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
1I/A－1
6.7
5.9
5.3
4.5
3.8