粤教版高中物理必修第三册课时跟踪检测(十六)测量电源的电动势和内阻含答案

课时跟踪检测（十六）测量电源的电动势和内阻1．在“测定电源的电动势和内电阻”实验中，某同学按如图甲所示的电路图连接电路，并测出路端电压U和电流I的多组数据，做出U-I图像如图乙所示，从U-I图像中可求出电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。

解析：根据实验原理有U＝E－Ir，
可知，图线纵轴截距为电源的电动势E＝1.5 V，
图线的斜率为电源的内阻r＝1.5－1.0
0.4Ω＝1.25 Ω。

答案：1.5 1.25
2．在“测量电源的电动势和电阻”的实验中，实验器材有被测干电池、电流表(0～0.6 A，内阻约为0.1 Ω)、电压表(0～3 V，内阻约为3 kΩ)、开关、滑动变阻器(0～20 Ω)、导线等。

(1)在实线框中画出优选的实验电路图。

(2)实验过程中测得干电池的路端电压与相应的输出电流的多组数据，描得图像如图所示，则干电池的电动势为________V，内电阻为________Ω。

(保留三位有效数字) 解析：(1)滑动变阻器采用限流式接法，电路连接如图所示。

(2)由闭合电路欧姆定律可知U ＝E －Ir ，在U -I 图像中，图像在纵轴的截距等于干电池电动势，图像斜率的绝对值等于干电池内阻，因此可得E ＝1.50 V ，r ＝0.250 Ω。

答案：(1)见解析图 (2)1.50 0.250
3．测量电池的电动势E 及内阻r (E 约为6 V ，r 约为1.5 Ω)。

器材有量程为3 V 的理想电压表V ，量程为0.6 A 的电流表A(具有一定内阻)，定值电阻R ＝8.5 Ω，滑动变阻器R ′(0～10 Ω)，开关S ，导线若干。

(1)在图甲所示的虚线框中画出实验电路原理图，图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出。

(2)在图乙所示的器件上，用笔画线代替导线完成实物连接图。

(3)实验中，当电流表读数为I 1时，电压表读数为U 1；当电流表读数为I 2时，电压表读数为U 2。

则可以求出E ＝________，r ＝________。

(用I 1、I 2、U 1、U 2及R 表示)
解析：(1)实验电路原理图如图甲所示。

(2)将实物连接，如图乙所示。

(3)根据闭合电路欧姆定律得
⎩
⎪⎨⎪⎧
E ＝U 1＋I 1(R ＋r )E ＝U 2＋I 2(R ＋r ) 解得E ＝I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2，r ＝U 2－U 1I 1－I 2
－R 。

答案：(1)见解析图甲 (2)见解析图乙
(3)I 1U 2－I 2U 1I 1－I 2 U 2－U 1I 1－I 2
－R 4．一实验小组利用图甲所示的电路测量一电池的电动势E (约为1.5 V)和内阻r (小于2 Ω)。

图中电压表量程为1 V ，内阻R V ＝380.0 Ω；定值电阻R 0＝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________Ω(选填“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)根据图甲所示电路，用R 、R 0、R V 、E 和r 表示1U ，得1U
＝__________________； (4)利用测量数据，做1U
-R 图线，如图乙所示； (5)通过图乙可得E ＝________V(保留2位小数)，r ＝________Ω(保留1位小数)；
(6)若将图甲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 ′－E E ×100%＝________%(保留整数)。

解析：(1)要保护电压表，则R 0两端的电压应小于1 V ，通过R 0的电流应小于等于0.05 A ，
故电路中的总电阻R 总≥1.50.05
Ω＝30 Ω，所以电阻箱接入电路的阻值应选15.0 Ω。

(3)根据闭合电路欧姆定律可得，电动势E ＝U ＋⎝⎛⎭⎫U R 0＋U R V (R ＋r )，整理得1U ＝R 0＋R V ER 0R V R ＋
1E ⎝ ⎛⎭
⎪⎫1＋R 0＋R V R 0R V r 。

(5)延长题图乙中图线与纵轴相交，由1U ＝R 0＋R V ER 0R V R ＋1E ⎝
⎛⎭⎪⎫1＋R 0＋R V R 0R V r ，结合题图乙可得，R 0＋R V ER 0R V ＝1.50－0.8624－5
V －1·Ω－1，解得E ＝1.56 V ，当R ＝5 Ω时，1U ＝0.86 V －1，代入1U ＝R 0＋R V ER 0R V R ＋1E ⎝
⎛⎭⎪⎫1＋R 0＋R V R 0R V r ，可解得r ＝1.5 Ω。

(6)若将电压表当成理想电表，则E ′＝U ＋U R 0(R ＋r )，整理得1U ＝1E ′⎝⎛⎭⎫1＋r R 0＋1E ′R 0
R ，
则1E ′R 0＝1.50－0.8624－5
V －1·Ω－1，解得E ′＝1.48 V ，由此产生的误差为⎪⎪⎪⎪⎪⎪E ′－E E ×100%＝5%。

答案：(1)15.0 (3)R 0＋R V ER V R 0R ＋1E ⎝⎛⎭
⎫1＋R V ＋R 0R V R 0r (5)1.56 1.5 (6)5。