《2026年薪火金卷高考仿真模拟卷物理》

12. (10分)某实验小组查资料发现有一种内阻可调节的电源。如图甲所示为装有稀硫酸溶液的
电池,利用针筒调节气压来改变电池中部通道室内液面的高度来改变电池内阻。

(1)通过资料上显示的数据,可以利用该电池验证闭合电路欧姆定律。做法如下:
①按图乙连接电路,用两个数字电压表$V_1$和$V_2$分别记录电源的外电压$U_外$和内电压$U_内$。
首先将电路断开,此时读数$U_外$为$2.100 V$(数字电压表的内阻可达$10\ M\Omega$,因此可认为此时
示数等于电源电动势$E$);然后每改变一次内阻记一组$U_外$和$U_内$的数值,多测几组数据,记录
表格如下表所示;

②由实验中测得的数据可验证闭合电路欧姆定律的一个表达式为$E = U_{外} + U_{内}$(用$E$、$U_外$、$U_内$表示)。
(2)受上述实验启发,该实验小组想利用数字电压表测化学课上学过的原电池的内阻。提供的
实验器材有:装有稀硫酸的铜锌原电池(—|—)、数字电压表(Ⓥ)、电阻箱(—◺—)、开关两个、
导线若干。
①请根据所提供的器材设计测量电路,并将设计好的电路原理图画在图丙的方框内;
②首先闭合其中一开关仅将电压表与电源两极接通,此时电压表的示数为$0.790 V$;然后将电
阻箱调节到合适的阻值后闭合另一开关,分别记录电阻箱的读数和电压表的示数;反复多次,
记录的部分数据如下表所示;

③分析数据发现,该电池的内阻是变化的。通过查阅资料发现原电池的内阻并非简单的定值
电阻,还同时受化学反应产物、电流的大小、温度(此处可忽略温度的变化)等因素影响。于是
实验小组利用实验数据将对应的内阻和电流计算出来,则表格中第3次实验得到的电源内阻
为25.71$\Omega$。由表格数据分析可知,该原电池的内阻随电流的增大而减小(填“增大”
“减小”或“不变”)。

答案：
12.解析　
(1)由实验中测得的数据可验证闭合电路欧姆定律$E = U_{内} + U_{外}$。
(2)①由题干②信息可画出电路图如下图。
　　　　　　　
　③根据闭合电路欧姆定律$E = U_{内} + U_{外}$，
　可知$0.790\ V = 0.553\ V + 0.009217\ A × r$，
　解得$r = 25.71\ \Omega$。
　由表格数据可知，该原电池的内阻随电流的增大而减小。
答案　
(1)$E = U_{外} + U_{内}$　　
(2)见解析图　③25.71　减小