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2024年高考物理实验专项复习：《测定电源的电动势和内阻》（解析版）

由天下分享时间：2025/1/13 9:28:21 加入收藏我要投稿点赞

答案和解析

1.【答案】(1)1.5，1.0；

(2)偏小。

【解析】【分析】

电源?????图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻；根据实验电路应用欧姆定律分析实验误差．

本题关键是知道电源的?????图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．【解答】

解：①由图b所示图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5，电源电动势??=1.5??；电源内阻??=

△??△??

???0=

1.5??0.5??

?2??=1??．

②由于电压表分流，使所测电源电动势小于真实值．故答案为： (1)1.5，1.0； (2)偏小。

2.【答案】(1)2.9；1.1；(2)电压表的分流。

【解析】【分析】

本题主要考查运用数学知识处理问题的能力，采用的是转换法，将非线性关系转换成线性，直观简单。

(1)根据闭合电路欧姆定律??=??+??(??0+??)，进行数学变形，得到??与??的关系式，根据数学知识研究?????关系图线的斜率和截距的意义，即可求得电池的电动势和内阻； (2)根据实验电路分析实验中存在的误差。【解答】

(1)根据闭合电路欧姆定律??=??+??(??0+??)，进行数学变形，得

1??0+??11=?+ ????????根据数学知识得知，?????关系图线的纵截距??=??，斜率??=由图得到，??=0.35，??=

1.42?0.35

0.5

??0+????

≈2.1

则电动势??=??=0.35??≈2.9??，内阻??=???????0=2.1×2.9???5??≈1.1??。

(2)由图甲所示电路图可知，电压表与电阻箱并联，由于电压表的分流作用，流过保护电阻与电源的电流大于流过电阻箱的电流，这是造成实验误差的原因。故答案为：(1)2.9；1.1；(2)电压表的分流。

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3.【答案】①??1；②如下图

；③1.46，0.75．

【解析】【分析】

本题要注意电路中采用的是安安法测电动势和内电阻，其本质就是用其中的表头改装电压表；另外在解题时要注意一些细节，如图象中的纵坐标不是从零开始变化的，并且其单位为mA等，都应细心观察．

①滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，要求所用滑动变阻器能得出多组数据，并且应易于调节；

②本实验中只需得出流过电源的电流及电源的路端电压即可，分析给出的仪器可知电路的接法及电表的使用；

③由闭合电路欧姆定律可得出与题目中给出仪器有关的表达式，再由数学规律可得出电动势和内电阻．【解答】

①滑动变阻器应起到明确的调节作用，并且还要易于调节，故一般限流接法时，滑动变阻器比内阻约为10倍左右即可，故本题中应选??1

再将滑动变阻器与电流表A串接在电源两端即可；②本题中表头可与定值电阻串联作为电压表使用，如下图

③由闭合电路欧姆定律可得：

??1(??3+????)=?????2??

变形得：??1=??

3+????

???

3+????

??2；

3+????

由数学知识可得：图象中的??=??3+????；??=??

1.4?1.1

；

由图可知：??=1.46×10?3；??=0.5?0.1=0.75×10?3；故解得：??=1.46??，??=0.75??

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故答案为：①??1；②如下图；③1.46，0.75．

4.【答案】(1)??1；

(2)如图所示；

(3)0.29。

【解析】【分析】

本题考查测量电源的电动势和内电阻的实验，应注意明确以下几点：①测定电池电动势和内阻实验应选择内阻较大的旧电池；这样可以保证准确；②通过电流表的最小电流应为电流表量程的3，③遇到根据图象求解的问题，应根据物理规律整理出关于纵轴与横轴物理量的函数表达式，再根据斜率和截距的概念即可求解。

(1)根据闭合电路欧姆定律求出电路中需要的最大电阻，从而确定对应的滑动变阻器； (2)根据电路图可得出对应的实物图；

(3)根据闭合电路欧姆定律写出关于U与I的函数表达式，然后根据斜率和截距的概念即可求解。【解答】

????????=1=(1)电流表的量程????=0.6??，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中需要的最大电阻应为：????

1.50.2

??=7.5??所以变阻器应选??1；

(2)根据原理图可知实物图如图所示：

(3)根据闭合电路欧姆定律应用：??=??+??(??+??0)，

整理可得：??=?(??+??0)??+??，由图可知图象与纵坐标的交点为电源的电动势；故E=1.50??；根据函数斜率的概念应有：??+??0=

1.50?1.000.28

??，解得??=0.29??。

故答案为：(1)??1；(2)如图所示

；(3)0.29。

5.【答案】(1)2

1(??1+????)(??0+??)1??1+????+??0+??

(3)=·+

????????(4)2.08

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(5)=

【解析】【分析】

本题考查了求电源电动势与内阻，根据欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图象即求出电源电动势与内阻；对于误差的分析，要注意采用极限分析法，本题中若电流为零，则电流表的分压即可忽略；并且从图象和公式来看，电流表的影响只限于内阻上，对电动势没有影响。 (1)表头与电阻串联，根据串联电路的规律即可求得改装后的量程； (3)分析电路结构，根据闭合电路欧姆定律进行分析即可得出对应的表达式； (4)根据图象和已知的表达式进行分析，由图象的斜率和已求出的内阻即可求得电动势

(5)实验中由于电表不是理想电表，故要考虑电表内阻对测量结果的影响；由极限分析法可得出电动势的误差；【解答】

(1)根据串联电路规律可知：??=????(??1+????)=400×10??(500+4500)??=2??；

(3)由电路图可知，??1与G串联后与电阻箱并联，然后再与??0串联，由闭合电路的欧姆定律可得：??(??1+????)=???(??+

??1+????

??)(??+??0)，整理可得：1=

(??1+????)(??0+??)

·??+

1??1+????+??0+??

；

(4)由对应的图像可知：(??1+????)(??0+??)

=??，代入图乙中的数据点解得：??=2.08??；(需

要格外注意，图线左侧并不是截距)

(5)由于已经考虑到了等效电压表的内阻，同时也考虑了其分流作用，故测量值就是真实值，即??测=??真。

故答案为：(1)2；(3)1=

(??1+????)(??0+??)

·+

1??1+????+??0+??

；(4)2.08；(5)=。

6.【答案】(1)0.6；(2)1.48；0.84(0.83～0.86均可)；(3)偏小；偏小

【解析】【分析】

(1)根据并联电路的特点求解改装后的电流表对应的量程；

(2)根据电流表G读数与改装后电流表读数的关系，由闭合电路欧姆定律求出电源的电动势和内阻； (3)利用“等效电源法”进行误差分析即可明确误差情况．

测量电源的电动势和内电阻的实验，采用改装的方式将表头改装为量程较大的电流表，再根据原实验的研究方法进行分析研究，注意数据处理的方法【解答】

(1)改装后电流表量程：??=????+

??????????3

=0.003+

0.003×100

0.5

??=0.6003??≈0.6??；

(2)由上可知，改装后电流表的量程是电流表G量程的200倍，图象的纵截距b等于电源的电动势，由图读出电源的电动势为：??=1.48??

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图线的斜率大小??=??，由数学知识知：??=0.84??；

△??△??

1.48?1.12.25×200×10?3

=0.84，则电源的内阻为：??=??=

(3)可用“等效电源法”分析误差大小：可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小；同理，此电路测得的内电阻是“等效电源”的内阻，即电压表与电池内阻的并联电阻，所以测得的内阻也小于真实值。故答案为：(1)0.6； (2)1.48；0.84(0.83～0.86均可)；(3)偏小；偏小。

7.【答案】

，

，②1.4 0.5

【解析】【分析】

通过多用电表的电压示数是否为零，结合电路分析确定哪根导线断开。

根据闭合电路欧姆定律以及串并联电路的特点，得出两电流的表达式，结合图线的斜率和截距求出电动势和内阻的大小。

解决本题的关键确定故障的方法，对于图线问题，一般的解题思路是得出两物理量之间的关系式，结合图线斜率和截距进行求解，难度中等。【解答】

??′间电压，用多用电表的电压挡先测量a、读数不为零，可知????′不断开，再测量a、①将电建S闭合，

??′间电压，若读数不为零，可知????′间不断开，则一定是????′间断开。若????′间电压为零，则????′导线断开。

②根据串并联电路的特点，结合闭合电路欧姆定律得：??=??+????，则有：??=??1(??1+??1)+??2(??0+??)，可知??1=?

??2(??+3)104

??104