高中物理精做05测定电源的电动势及内阻大题精做新人教版选修3-128页

精做05 测定电源的电动势及内阻
1．（2017·广西钦州市高三开学考试）电池的内阻很小，不便于直接测量。某探究小组的同学将一只 2.5 Ω
的保护电阻 R0与电池串联后再用电流表和电压表测电池的电动势和内阻，实验电路如图 1所示。
（1）按电路原理图把实物电路补画完整；
（2）实验中测定出了下列数据：
I/A 0.10 0.15 0.17 0.23 0.25 0.30
U/V 1.20 1.10 1.00 0.80 1.00 0.60
请根据数据在图 2中坐标图上画出 I–U图象。连线时，有一组数据是弃之不用的，原因是 。
（3）由 I–U图象得出电池的电动势为 V，内阻为 Ω。
【答案】（1）连线见解析 （2）图线见解析 数据存在严重错误 （3）1.50 0.50
【解析】（1）对照电路图连线即可，要注意电表的极性，实物图连线如图甲所示。

甲 乙
（2）根据描点法作出 I–U 图象，如图乙所示，有一组数据是弃之不用的，原因是数据存在严重错误
（答误差大不得分）
（3）U–I 图象的纵轴截距表示电源的电动势，故 E=1.50 V 内阻和定值电阻之和等于图线的斜率，故
r+R0=∆U/∆I=3.0 Ω，所以 r=3 Ω–2.5 Ω=0.50 Ω。
2．（2017·河南省新乡市延津县高二月考）某同学设计了一个如图甲所示的实验电路，用以测定电源的电
动势和内阻，使用的实验器材为：待测一节干电池、电流表 A（量程 0.6 A，内阻小于 1 Ω）、电流表 A1
（量程 0.6 A，内阻不知）、电阻箱（0~99.99 Ω）、滑动变阻器（0~10 Ω）、单刀双掷开关、单刀单
掷开关各一个及导线若干。考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略。

（1）该同学按图甲连线，闭合开关 K，将开关 S与 C接通，通过调节滑动变阻器和电阻箱，读取电流表
A的示数为 0.20 A、电流表 A1的示数为 0.60 A、电阻箱（如图乙）的示数为________Ω，则电流
表 A的内阻为________Ω。

（2）利用图甲所示电路测定电源的电动势和内阻的实验步骤：
①请同学们按图甲所示电路在图丙中的实物上完成实验所需的线路连接；
②断开开关 K，调节电阻箱 R，将开关 S接 D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；
③重复实验步骤②进行多次测量。
（3）图丁是由实验数据绘出的 –R图象，由此求出干电池的电动势 E=______V、内阻 r=________ Ω。
（计算结果保留两位有效数字）
【答案】（1）0.10 0.20 （2）如图所示
（3）1.5 0.25

（3）将电流表内阻等效为电源内阻，根据闭合电路欧姆定律可知， ，变形可得：
，根据图象可知， ，解得 E=1.5 V， ，解得 =0.45 Ω；则
可知，电源内阻 r=0.45 Ω–0.20 Ω=0.25 Ω。
【名师点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验，要求能明确实验原理，掌握实物图的连接，并能正
确根据图象分析数据求出电动势和内电阻。
3．采用伏安法测量电源电动势 E和内阻 r时，由于电表因素带来了实验的系统误差。某研究性学习小组对
此实验进行改进，设计出如图所示的测量电源电动势 E 和内阻 r 的电路，E′是辅助电源，A、B 两点间
1
I
E
I
r R
=
′ +
1 R r
I E E
′
= + 1 3.0 0.3 0.675
4.0E
−= = 0.3r
E
′
= r′

有一灵敏电流计 G。
（1）请你补充实验步骤：①闭合开关 S1、S2，调节 R和 R′使得灵敏电流计 G的示数为零，这时，A、 B
两点的电势 φA、φB的关系是 φA______φB（选填“大于”、“小于”或“等于”），读出电流
表和电压表的示数 I1和 U1，其中 I1______（选填“大于”、“小于”或“等于”）通过电源 E的
电流。
②改变滑动变阻器 R、R′的阻值，重新使得 ，读出 。
（2）由上述步骤中测出的物理量，可以得出电动势 E表达式为______、内阻 r的表达式为_________。
（3）该实验中 E 测______E 真（选填“大于”、“小于”或“等于）。
【答案】（1）等于 等于 灵敏电流计 G的示数为零 电流表和电压表的示数 I2和 U2
（2） （3）等于
（2）根...