2024年高考物理第一轮复习讲义：第九章 实验十一 测量电源的电动势和内阻

这是一份2024年高考物理第一轮复习讲义：第九章 实验十一 测量电源的电动势和内阻，共4页。
1．手机电池多为锂电池，这种电池的电动势并不是一个定值，刚充满的电池电动势约4.2 V，在使用过程中降低到3.2 V时建议终止放电，为尽可能精确地测量出某手机电池刚充满电时的电动势，可供选用的器材如下：A．电流表A：量程0～0.6 A、内阻0.6 ΩB．电压表V：量程0～15 V、内阻3 kΩC．滑动变阻器R：最大阻值5 ΩD．电阻箱R：0～9 999  ΩE．待测手机电池EF．一个开关及导线若干(1)为使实验具有尽可能高的精度，下列电路中，应选用________。(2)根据设计的电路，用图像法处理数据，为保证得到的图像为直线，应作____________随________变化的图像。(3)若已知该图像斜率的绝对值为k，纵截距的绝对值为b，则电源电动势的大小为________。解析：(1)由实验给出的仪器可知，电压表的量程太大，滑动变阻器的阻值太小，因而应选用电流表与电阻箱的方式连接，电路如图所示，故选D电路图。(2)由电路图和闭合电路欧姆定律有E＝I(r＋R＋RA)，整理可得＝R＋＋，为使图像为直线，应作电流表A示数的倒数随电阻箱的示数R变化的图像。(3)由题设条件可知k＝，解得E＝。答案：(1)D　(2)电流表A示数的倒数　电阻箱示数R   (3)2．(2021·全国乙卷)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)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________(选填“5.0”或“15.0”)Ω；(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)根据图(a)所示电路，用R、R0、RV、E和r表示，得＝_______________________；(4)利用测量数据，作-R图线，如图(b)所示；(5)通过图(b)可得E＝________V(保留两位小数)，r＝________Ω(保留一位小数)；(6)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||×100%＝________%。解析：(1)由串、并联电路特点及闭合电路欧姆定律可得，电压表满偏时，电阻箱接入电路的电阻值R＝－r＝ Ω－r＞7.5 Ω，可选用15.0 Ω。(3)E＝(＋)(R＋r)＋U整理可得＝·R＋(·r＋1)。(5)延长题图(b)中图线与纵轴相交，由＝R＋(1＋r)，结合题图(b)可得，＝ V－1·Ω－1，解得E≈1.56 V，当R＝5 Ω时，＝0.86 V－1，代入＝R＋(1＋r)，可解得r≈1.5 Ω。(6)若将电压表当成理想电表，则E′＝U＋(R＋r)，整理得＝(1＋)＋R，则＝ V－1·Ω－1，解得E′≈1.48 V，由此产生的误差为||×100%≈5%。答案：(1)15.0(3)·R＋(r＋1)(5)1.56　1.5　(6)53．(2022·山东烟台期末)某同学为测量某电瓶车上蓄电池的电动势和内电阻，并探究电源的输出功率P与外电路的电阻R之间的关系，他设计了如图甲所示的实验电路。实验中以蓄电池作为电源，为了便于进行实验和保护蓄电池，该同学给蓄电池串联了一个定值电阻R0，把它们一起看作一个新电源(图中虚线框内部分)。实验中，多次调节外电阻R，读出相应的电压表和电流表示数U和I，由测得的数据描绘出如图乙所示的U-I图像。(1)根据以上信息可以得到，新电源输出功率的最大值为________W，对应的外电阻R的阻值为________Ω；(2)若与蓄电池串联的定值电阻的阻值R0＝7 Ω，则可以求得蓄电池的电动势E0＝________V，内电阻r0＝________Ω；(3)该同学分析了实验中由电表内电阻引起的实验误差。在图中，实线是根据本实验的数据描点作图得到的U-I图像，虚线是新电源在没有电表内电阻影响的理想情况下所对应的U-I图像，则可能正确的是________。解析：(1)新电源的电动势E＝6 V，新电源的内阻r＝＝ Ω＝8 Ω，新电源的最大输出功率P＝I2R＝()2R＝()2×8 W＝1.125 W，对应的外电阻的阻值R＝8 Ω。(2)蓄电池的电动势E0＝E＝6 V，蓄电池的内阻r0＝R－R0＝1 Ω。(3)由于电压表的分流，产生系统误差。新电动势的测量值等于实线框两端的电压，即电压表两端的电压，小于电源电动势E0，新电源内阻的测量值等于实线框的总电阻，即r测＝＜r0＋R0，综上所述，新电源电动势和内阻的测量值都偏小，即纵轴的截距和斜率都偏小，故选C。答案：(1)1.125　8　(2)6　1　(3)C