《2026年理想树试题攻略高中物理》

12. (10分)宇轩同学在实验室发现一个电源,电动势约
为3 V,他想利用实验室相关器材测量其电动势和内
阻。实验室备用器材有:电流表$ G $(量程3 mA,内阻
$ R_{g} = 99.5 \, \Omega $)、电压表$ V $(量程3 V,内阻$ R_{V} $约为
10 k$ \Omega $)、电阻箱$ R_{0} $(0~99.99 $ \Omega $)、滑动变阻器$ R $(0~
20 $ \Omega $)、开关导线若干。他设计了如图甲所示的电
路,通过移动滑动变阻器的滑片,读出了多组电压
表$ V $以及电流表$ G $的示数,并将实验数据描绘在如
图乙所示的坐标系中。


(1)由于电流表$ G $量程太小,需改装成量程为0.6 A
的电流表,如图甲所示,则电阻箱的阻值$ R_{0} = $
0.50$ \Omega $(保留两位有效数字)。
(2)按照电路图连接实物。

(3)由图乙可知,电源的电动势为$ E = $2.9V,内
阻为$ r = $2.5$ \Omega $。(结果均保留两位有效数字)
(4)内阻测量值等于(填“大于”“等于”或“小
于”)真实值。

答案：
12.
(1)$0.50(2$分$)$
(2)见解析$(2$分$)$
(3)$2.9(2$分$)$
(4)等于$(2$分)
经典试题测电源电动势和内阻+电表改装+实验数据处理+误差分析
【深度解析】
(1)电流表$G$改装成大量程电流表，则电阻箱的阻值$R_{0}=\frac{I_{g}R_{g}}{I_{A}-I_{g}}=0.50\ \Omega$。
(2)实物图连接如图所示。

(3)电流表改装后内阻为$R_{A}=\frac{I_{g}R_{g}}{I_{A}}$，由闭合电路欧姆定律得$U = E-(R_{A}+r)(\frac{R_{g}}{R_{0}} + 1)I = E - 200(R_{A}+r)I$，由题图乙知，电源电动势为$E = 2.9\ V$，则$U - I$图线的斜率的绝对值$\vert k\vert=200(R_{A}+r)=\vert\frac{\Delta U}{\Delta I}\vert$，电源内阻$r=\frac{1}{200}\vert\frac{\Delta U}{\Delta I}\vert-R_{A}\approx2.5\ \Omega$。
(4)由于电流表内阻已知，故内阻测量值等于真实值。