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文檔簡介

2023-2025北京高三一模物理匯編

電源電動勢和內(nèi)阻的測量

一、單選題

1.(2025北京順義高三一模)某同學(xué)用電流傳感器和電阻箱測量電源的電動勢和內(nèi)阻,電路如圖甲所示。

實驗測得電阻R以及相對應(yīng)的電流/的多組數(shù)據(jù),得到如圖乙所示的圖線。該同學(xué)在處理實驗數(shù)據(jù)

時,誤將電阻箱阻值作為外電路總電阻的阻值,漏算了凡,下列說法正確的是()

A.該電源的電動勢為IV

B.該電源的內(nèi)阻為2。

C.內(nèi)阻的測量值偏小

D.電動勢的測量值偏大

2.(2025北京朝陽高三一模)用多用電表的直流電壓擋直接測量一節(jié)干電池兩端的電壓,把測量值作為電

動勢。下列說法正確的是()

A.由于系統(tǒng)誤差,該測量值大于真實值

B.電壓表的內(nèi)阻較大時,系統(tǒng)誤差較大

C.干電池的內(nèi)阻較大時,系統(tǒng)誤差較大

3.(2023北京通州高三一模)某同學(xué)利用實驗器材設(shè)計了如圖所示的測量電路,電阻R的阻值以及電源的

電動勢和內(nèi)阻均未知,電壓表左端的接線位置待定。不管接哪個接線柱,都可以通過改變滑動變阻器接入

電路的阻值,獲得多組數(shù)據(jù),描繪出關(guān)系圖像(。、/分別為電壓表和電流表的示數(shù))。下列說法正確

A.若接a,利用該電路可測量電阻R的阻值,且測量值偏大

B.若接a,利用該電路可測量電源的電動勢和內(nèi)阻,且內(nèi)阻測量值偏大

C.若接6,利用該電路可測量電阻R的阻值,且測量值偏大

D.若接6,利用該電路可測量電源的電動勢和內(nèi)阻,且電動勢測量值偏大

4.(2023北京豐臺高三一模)在甲、乙實驗電路中,電源有內(nèi)阻。圖丙、丁是由電流表和電壓表測的數(shù)據(jù)

繪制的U-/圖像。下列說法正確的是()

A.丙圖是由甲電路測的數(shù)據(jù)繪制的U-/圖像

B.丁圖圖線與橫坐標(biāo)包圍的面積表示被測電阻在某一狀態(tài)的電功率

c.甲電路用于測量電阻的大小,由飛=巴盧可得出電阻的阻值

D.乙電路用于測量電源的電動勢和內(nèi)阻,電壓表測量的是電源兩端的電壓

二、實驗題

5.(2024北京通州高三一模)在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗中,

(1)若將一電壓表與干電池兩極直接相連,用U表示電壓表的示數(shù),用E表示該干電池電動勢的真實

值,從理論上分析,僅考慮電壓表影響,則UE(選填“〉”或“<”);

(2)某同學(xué)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗電路圖如圖1所示。他根據(jù)記錄

的數(shù)據(jù)作出的U-/圖像如圖2所示。通過圖像可求出電池的電動勢E=V,內(nèi)阻廠=Qo

(均保留小數(shù)點后兩位)

1.50

1.40

圖2

6.(2024北京海淀高三一模)某實驗小組用電阻箱和電壓表按圖1所示電路測定一個水果電池的電動勢和

內(nèi)阻。閉合開關(guān)S后調(diào)節(jié)電阻箱,記錄電阻箱阻值R和電壓表示數(shù)U,并計算對應(yīng)的電流值

€>

___

圖i

(1)在圖2所示的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點,請作出圖像。()

圖2

(2)根據(jù)作出的U-I圖像得出該電池電動勢石=V,內(nèi)阻r=Qo(結(jié)果保留兩位有效數(shù)

字)

⑶若只考慮電壓表內(nèi)阻的影響,圖1中,通過電源的電流為力,通過電阻箱的電流為及,圖3中實線表

示U與刀的關(guān)系,虛線表示U與12的關(guān)系,則圖3中所示圖像可能正確的是o

(4)除了電動勢和內(nèi)阻,電池的另一個重要參數(shù)是容量。電池的容量就是電池放電時能輸出的總電荷量。如

圖4所示,甲、乙兩節(jié)鋰電池所標(biāo)參數(shù)真實可靠,對這兩節(jié)充滿電的電池進(jìn)行比較,填寫表格。(選填“大

于等于‘'或‘'小于")

電池的容量電池儲存的能量

甲_____乙甲______乙

&1865011500m-Wh3^甲

電186504800m-Ah3.7\^)乙

7.(2024北京門頭溝高三一模)圖甲為“測量某電池組電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路圖。實驗室除提供待測電

池組一個、開關(guān)一個、導(dǎo)線若干外,還有下列器材可供選用:

電壓表V:量程0~3V,內(nèi)阻約3kQ

電流表A:量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.2。

滑動變阻器與:0~500Q,額定電流1A

滑動變阻器4:010Q,額定電流1A

甲乙

(1)圖甲為該同學(xué)設(shè)計的實驗電路圖,實驗中忽略電流表和電壓表內(nèi)阻的影響。

①為了便于實驗,滑動變阻器應(yīng)選用(填寫儀器的字母代號);

②實驗中調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄多組電壓表示數(shù)U和電流表示數(shù)/,在坐標(biāo)紙上描點連線作出圖像,

如圖乙所示。根據(jù)圖乙可得該電池組的電動勢E=V,內(nèi)阻r=Q(結(jié)果均保留2位有效數(shù)

字)。

(2)為了研究電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影響,我們用U和/的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析。

①用字母Rv、&分別表示電壓表和電流表的內(nèi)阻,U、/分別表示電壓表和電流表的示數(shù),E、r分別表示

電池的電動勢和內(nèi)阻的真實值。考慮到電表內(nèi)阻的影響,寫出反映。和/真實關(guān)系的函數(shù)表達(dá)式

U=;(請用題目中已知字母表示)

②通過對函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行分析可得,(1)中電池組的電動勢£測量值______真實值,內(nèi)阻r的測量值—

真實值(填“大于”、“小于”或“等于”)。

8.(2024北京海淀高三一模)物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮x器、實驗方法、實驗操

作、數(shù)據(jù)分析等。

(1)利用如圖所示的裝置研究平拋運動。實驗中,下列說法中正確的有o

A.斜槽軌道必須光滑B.通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平

C.每次釋放小球的位置可以不同D.每次必須由靜止開始釋放小球

(2)在“測量金屬絲的電阻率”實驗中,某同學(xué)先用歐姆表“xl”擋粗測該金屬絲的電阻,示數(shù)如圖所示,對應(yīng)

的讀數(shù)是Q;然后用螺旋測微器測某金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,則該金屬絲的直徑為

mm。

(3)某同學(xué)利用如圖所示的電路測定干電池的電動勢和內(nèi)電阻,在是否可忽略電流表內(nèi)阻這兩種情況下,繪

制兩類圖像。第一類圖像以電流表讀數(shù)/為橫坐標(biāo),將電流表和電阻箱讀數(shù)的乘積水記為U作為縱坐標(biāo)。

第二類圖像以電阻箱讀數(shù)R為橫坐標(biāo),電流表讀數(shù)的倒數(shù);為縱坐標(biāo)。下圖中實線代表電流表內(nèi)阻可忽略

的情況,虛線代表電流表內(nèi)阻不可忽略的情況,這四幅圖中,能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是

9.(2023北京房山高三一模)物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒瀮x器、實驗方法、實驗操

作、數(shù)據(jù)分析等。例如:

(1)用螺旋測微器測某金屬絲的直徑,示數(shù)如圖甲所示,則該金屬絲的直徑為mm。

(2)某同學(xué)按圖乙的電路測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。他調(diào)整滑動變阻器共測得5組電流和電壓的

數(shù)據(jù),如表中所示,其中4組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖丙的坐標(biāo)紙上,請用“+”標(biāo)出第4組數(shù)據(jù)的對應(yīng)

點,并作出路端電壓。隨電流/變化的圖像o

電流〃A0.080.160.240.300.36

電壓UN1.401.331.261.211.15

(3)根據(jù)U-/圖像得出一節(jié)干電池的電動勢的測量值E=V,內(nèi)阻的測量值/=(結(jié)果均

保留小數(shù)點后兩位)

參考答案

1.A

E

【詳解】AB.根據(jù)題意,由閉合回路歐姆定律有/二67■了「

整理可得火=足;-(5+廠)

2

結(jié)合圖像可得£=5丫=1丫,&+r=2。

即該電源的內(nèi)阻廠<2。

故A正確,B錯誤;

CD.結(jié)合上述分析可知,若漏算了&圖像斜率不變,則電動勢的測量值和真實值相比是相同的,內(nèi)阻的

測量值偏大,故CD錯誤。

故選A?

2.C

U二%E

【詳解】用多用電表的直流電壓擋直接測量一節(jié)干電池兩端的電壓,根據(jù)RV+T1+_L

Rv

則由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大,則測量值小于真實值,電壓表的內(nèi)阻較大時,系統(tǒng)誤差較小,干電池的內(nèi)

阻較大時,系統(tǒng)誤差較大。

故選Co

3.C

【詳解】A.若接°,此時電壓表并聯(lián)在滑動變阻器和定值電阻兩端,電壓表測量滑動變阻器和定值電阻

兩端的電壓,無法測出定值電阻阻值,故A錯誤;

B.若接a,電壓表測量滑動變阻器和定值電阻兩端的電壓,即電源路端電壓,根據(jù)作出的圖象可求電源電

動勢和內(nèi)阻,且測量值均偏小,故B錯誤;

C.若接6,此時電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端,電壓表測量定值電阻兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律可求出定值

電阻的阻值,但由于電流表分壓作用,測量值會偏大,故c正確;

D.若接6,電壓表并聯(lián)在定值電阻兩端,滑動變阻器視為電源內(nèi)阻的一部分,作出的圖象無法可得到電

源的電動勢和內(nèi)阻,故D錯誤。

故選C。

4.D

【詳解】A.丙圖繪制的U-/圖像是電源路端電壓與電流的關(guān)系,即丙圖是由乙電路測的數(shù)據(jù)繪制的

U-/圖像,故A錯誤;

B.根據(jù)

P=UI

可知丁圖圖線與橫坐標(biāo)包圍的面積不等于被測電阻在某一狀態(tài)的電功率,故B錯誤;

c.甲電路用于測量電阻的大小,由尺=:可得出電阻的阻值,故c錯誤;

D.乙電路用于測量電源的電動勢和內(nèi)阻,電壓表測量的是電源兩端的電壓,故D正確。

故選Do

5.<1.440.75

【詳解】(1)[1]將一電壓表與干電池兩極直接相連,干電池與電壓表組成閉合回路,電壓表測的是路端電

壓,路端電壓小于電池的電動勢,即

U<E

(2)[2]由電路圖,根據(jù)閉合電路的歐姆定律得

U=E-Ir

由圖2所示U-/圖象可知,電源電動勢

E=1.44V

⑶內(nèi)阻

△U1.44-1.20

。=0.750

0.32

6.

圖2

Q)0.777.7xlO2

(3)A

(4)小于小于

【詳解】(1)描點畫圖,讓更多的點在直線上,偏離太多的點舍去,如圖

UN

圖2

(2)/圖像中縱軸截距表示電源電動勢,斜率的絕對值表示電源的阻,所以有

E=0.77V

r=—?7.7X102Q

AZ

(3)根據(jù)

E=U+Ir

E[>E2

根據(jù)

/短=£

可知,短路電流不變。

故選Ao

(4)對于甲,mwh為能量單位,即

W=Pt=l1500mwh=l1.5Wx3600s=41400J

電量為

41400J

q=一el1189c

U3.7V

對于乙,mAh為電量的單位,即

q=It=4800mAh=4.8Ax3600s=17280C

能量為

W=Uq=17280Cx3.7V=63936J

所以電池的容量有甲小于乙,電池儲存的能量甲小于乙。

7.(1)此2.92.9/3.0/3.1

&+rRv+r

【詳解】(1)①口]因為電池內(nèi)阻小,為保證實驗中可多測量幾組數(shù)據(jù),且在調(diào)節(jié)滑動變阻器時電流變化比

較明顯,所以滑動變阻器應(yīng)選擇此;

②⑵⑶根據(jù)圖甲電路圖,由閉合回路歐姆定律有

U=E—Ir

可知,U-/圖像與縱軸的交點表示電動勢,故電動勢為

E=2.9VU-/圖像的斜率絕對值表示電源內(nèi)阻,則

(2)①⑴根據(jù)圖甲電路圖,由閉合電路歐姆定律有

£,=[/+(/+—)r

Rv

整理得

__M

Rv+rRv+r

②⑵根據(jù)上述結(jié)果可知U-/圖像與縱軸的交點表示不生E,則

代v十一

R”-「R7r

圖像斜率絕對值表示則

&+rRy+r

所以電池組的電動勢E測量值小于真實值,內(nèi)阻7■的測量值小于真實值。

8.(1)BD

(2)60.185

【詳解】(1)A.小球在運動中摩擦力每次都相同,可以獲得相同的初速度,則不需要光滑,故A錯誤;

B.為了保證小球做平拋運動,保持斜槽末端切線水平,故B正確;

CD.為了讓小球每次做同樣的平拋運動,小球每次應(yīng)從同一位置由靜止?jié)L下,故C錯誤,D正確。

故選BD。

(2)⑴歐姆表的讀數(shù)是

R=6xIQ=6Q

⑵該金屬絲的直徑為

d=0+18.5x0.01/W7=0.185mm

(3)AB.第一類圖象,忽略電流表內(nèi)阻時,

U=E-Ir奠

不忽略電流表內(nèi)阻

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