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2015—2020年六年高考物理分类解析 专题71、测量电源电动势和内阻实验
一．2020年高考题 1．（9分）（2020高考北京卷）
用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为1Ω）。其中R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。
（1）利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E'和内电阻r'。若电流表内电阻用RA 表示，请你用E、r和RA表示出E'、r'，并简要说明理由。
（2）某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据（图甲：U=IR，图乙：I?U）描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流IR变化的U-I图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。
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在图3中，对应图甲电路分析的U-I图像是：__________；对应图乙电路分析的U-I图像是：________。 （3）综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的（填“甲”或“乙”）。【参考答案】（1）E’=E， r’= r+RA。（2）C A （3）乙。
【命题意图】本题考查电源电动势和内阻测量实验及其相关知识点。
【解题思路】（1）对图1甲，由闭合电路欧姆定律，E=I（r+RA+R）可知等效电源的电动势E’=E，内阻r’= r+RA。 （2）由于电源的伏安特性曲线斜率的绝对值表示电源内阻，所以图3中，对应图甲电路分析的U——I图像是C。图乙电路等效电源的电动势为电压表和电源并联电路两端电压，稍小于电动势，等效内阻为电压表内阻与电源内阻的并联值，稍小于电源内阻，所以对应图乙电路分析的U——I图像是A。
（3）由于电流表内阻大约只有电源内阻的1/10，所以为了减小电表内阻引起的实验误差，本实验应该选择图1中的图乙。
2.（2020高考天津卷）（2）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表 （量程0~3V，内阻约为3k?） 电流表 （量程0~0.6A，内阻约为1?） 滑动变阻器 （0~20?，额定电流1A） 待测电池组 （电动势约为3V，内阻约为1?） 开关、导线若干
1小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有一条导线连接不当，这条导线对○
应的编号是________。
②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的________端（填“a”或者“b”）
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③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5?的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U?I图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为________V，内阻为________Ω。（结果均保留两位有效数字）
【参考答案】①5 ②a ③2.9 0.80
1测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确，电路应该为滑动变阻器与【名师解析】○
电流表串联后再与电压表并联，电路中编号为5的导线连接不当。
2闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的a端，使电路中电阻最大。○3在电池组负○
极和开关之间串联一个阻值为5Ω的电阻后，作出U?I图像，其图线斜率的绝对值等于电池组内阻与阻值为5Ω的电阻之和，U?I图像在纵轴的截距等于电池组的电动势，根据图像可知，电池组的电动势为2.9V，内阻为r=∣△U/△I∣-5Ω=5.8Ω-5Ω=0.80Ω。
3．（8分）（2020新高考山东卷）实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的
电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有: 干电池一节（电动势约1.5 V，内阻小于1 Ω）; 电压表V （量程3 V，内阻约3 kΩ）; 电流表A （量程0.6 A，内阻约1 Ω）; 滑动变阻器R （最大阻值为20 Ω）; 定值电阻R1 （阻值2 Ω）; 定值电阻R2 （阻值5 Ω）; 开关一个，导线若干。
（1）该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记
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