實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量 知識點(diǎn)：實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量 一、測定電池電動勢和內(nèi)阻的實驗方案設(shè)計 1．伏安法：由E＝U＋I(xiàn)r知，只要測出U、I的兩組數(shù)據(jù)，就可以列出兩個關(guān)于E、r的方程，從而解出E、r，用到的器材有電池、開關(guān)、滑動變阻器、電壓表、電流表，電路圖如下圖所示． 2.伏阻法：由E＝U＋eq \f(U,R)r知，如果能得到U、R的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器材是電池、開關(guān)、電阻箱、電壓表，電路圖如下圖所示． 3.安阻法：由E＝IR＋I(xiàn)r可知，只要能得到I、R的兩組數(shù)據(jù)，列出關(guān)于E、r的兩個方程，就能解出E、r，用到的器材有電池、開關(guān)、電阻箱、電流表，電路圖如下圖所示． 二、實驗操作與數(shù)據(jù)分析 1．實驗步驟(以伏安法為例) (1)電流表用0～0.6 A量程，電壓表用0～3 V量程，按實驗原理圖連接好電路． (2)把滑動變阻器的滑片移到一端，使其接入電路中的阻值最大． (3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表有明顯的示數(shù)，記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)．用同樣的方法測量幾組I、U值． (4)斷開開關(guān)，整理好器材． (5)處理數(shù)據(jù)，用公式法或圖像法求出電池的電動勢和內(nèi)阻． 2．?dāng)?shù)據(jù)分析 (1)公式法 依次記錄的多組數(shù)據(jù)(一般6組)如表所示： 分別將1、4組，2、5組，3、6組聯(lián)立方程組解出E1、r1，E2、r2，E3、r3，求出它們的平均值作為測量結(jié)果． E＝eq \f(E1＋E2＋E3,3)，r＝eq \f(r1＋r2＋r3,3). (2)圖像法 ①根據(jù)多次測出的U、I值，作U－I圖像； ②將圖線兩側(cè)延長，縱軸截距的數(shù)值就是電池電動勢E； ③橫軸截距(路端電壓U＝0)的數(shù)值就是短路電流eq \f(E,r)； ④圖線斜率的絕對值等于電池的內(nèi)阻r，即r＝eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq \f(E,I短)，如下圖所示． 三、注意事項與誤差分析 1．為使電池的路端電壓有明顯變化，應(yīng)選取內(nèi)阻較大的舊干電池和內(nèi)阻較大的電壓表． 2．實驗中不能將電流調(diào)得過大，且讀數(shù)要快，讀完后立即切斷電源，防止干電池大電流放電時內(nèi)阻r的明顯變化． 3.當(dāng)干電池的路端電壓變化不很明顯時，作圖像時，縱軸單位可取得小一些，且縱軸起點(diǎn)可不從零開始． 如下圖所示，此時圖線與縱軸交點(diǎn)仍為電池的電動勢E，但圖線與橫軸交點(diǎn)不再是短路電流，內(nèi)阻要在直線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)用r＝|eq \f(ΔU,ΔI)|求出． 4．誤差分析 (1)偶然誤差：主要來源于電壓表和電流表的讀數(shù)以及作U－I圖像時描點(diǎn)不準(zhǔn)確． (2)系統(tǒng)誤差：主要原因是電壓表的分流作用，使得電流表上讀出的數(shù)值比流過電源的電流偏小一些．U越大，電流表的讀數(shù)與總電流的偏差就越大，將測量結(jié)果與真實情況在U－I坐標(biāo)系中表示出來，如下圖所示，可見E測＜E真，r測＜r真． 技巧點(diǎn)撥 一、選擇儀器時注意掌握的原則 1．安全性原則，即一定要保證儀器的安全，對電表來講不超量程，對滑動變阻器來講不能超其額定電流． 2．精確性原則，即要保證測量時讀數(shù)精確，對電表來講在不超量程的前提下，盡量選用小量程的，對歐姆表來講盡量讓指針指在中值刻度附近． 3．方便性原則，此原則主要針對滑動變阻器來講，在滑動變阻器控制電路時，電路的電壓、電流的變化范圍要盡可能大，以便獲取多組測量值． 二、伏阻法測電動勢和內(nèi)阻 1．電路圖：如圖甲所示 2．實驗原理：E＝U＋eq \f(U,R)r 3．?dāng)?shù)據(jù)處理 (1)計算法：由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(E＝U1＋\f(U1,R1)r,E＝U2＋\f(U2,R2)r))解方程組可求得E和r. (2)圖像法：由E＝U＋eq \f(U,R)r得：eq \f(1,U)＝eq \f(1,E)＋eq \f(r,E)·eq \f(1,R).故eq \f(1,U)－eq \f(1,R)圖像的斜率k＝eq \f(r,E)，縱軸截距為eq \f(1,E)，如圖乙. 圖甲　　　　　　　　　圖乙　　 三、安阻法測電動勢和內(nèi)阻 1．電路圖：如下圖所示． 2．實驗原理：E＝IR＋I(xiàn)r. 3．?dāng)?shù)據(jù)處理 (1)計算法：由eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(E＝I1R1＋I(xiàn)1r,E＝I2R2＋I(xiàn)2r)) 解方程組求得E，r. (2)圖像法：由E＝I(R＋r)得：eq \f(1,I)＝eq \f(1,E)R＋eq \f(r,E)，可作eq \f(1,I)－R圖像(如圖甲) eq \f(1,I)－R圖像的斜率k＝eq \f(1,E)，縱軸截距為eq \f(r,E) 又R＝E·eq \f(1,I)－r，可作R－eq \f(1,I)圖像．(如圖乙) R－eq \f(1,I)圖像的斜率k＝E，縱軸截距為－r. 例題精練 1．（東城區(qū)二模）某同學(xué)測量電動玩具電池的電動勢和內(nèi)電阻。 （1）如圖1所示，將導(dǎo)線一端與o連接，另一端分別在a、b兩處試觸，發(fā)現(xiàn)安培表的示數(shù)幾乎不變，伏特表的示數(shù)變化比較明顯，為了減小實驗誤差，實驗測量時應(yīng)選擇連接　 ?。ㄟx填“a”或“b”）點(diǎn)的電路； （2）圖1中，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)該置于最　右　端（選填“左”或“右”）。 （3）圖2是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的U﹣I圖線，根據(jù)圖線求得被測電池組的電動勢E＝　2.98　V（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字），內(nèi)阻r＝　0.96　Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 【分析】（1）明確試觸法原理，根據(jù)兩電表的示數(shù)明確哪一電表的影響較小，從而選擇正確的接法； （2）為了實驗安全，電路中電流應(yīng)由小到達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以滑動變阻器應(yīng)從阻值最大進(jìn)行調(diào)節(jié)； （3）根據(jù)閉合電路歐姆定律結(jié)合圖象進(jìn)行分析，從而確定電動勢和內(nèi)電阻。 【解答】解：（1）由于電流表的示數(shù)幾乎不變，說明電流表的分壓不明顯，即滑動變阻器是大電阻，應(yīng)該用電流表內(nèi)接的方法連接，測量時接b點(diǎn)； （2）閉合開關(guān)前，應(yīng)保證電路中的電流最小，即變阻器的阻值最大，故滑片置于最右端； （3）由U＝E﹣Ir可知，電動勢的大小是與U軸的交點(diǎn)坐標(biāo)大小，即2.98V，內(nèi)阻是斜率的大小，即r＝Ω＝0.96Ω。 故答案為：（1）b；（2）右；（3）2.98；0.96。 【點(diǎn)評】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，要注意明確實驗原理，掌握實驗中的注意事項以及數(shù)據(jù)處理的基本方法。 隨堂練習(xí) 1．（3月份模擬）某同學(xué)欲測定兩節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。 （1）該同學(xué)連接的實物電路如圖甲所示，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng)，該導(dǎo)線對應(yīng)的編號為　3　。 （2）該同學(xué)改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗，經(jīng)過正確操作后得到了幾組電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流表示數(shù)I，并作出U﹣I圖像，如圖乙所示。根據(jù)圖乙可知，干電池的電動勢為 　3.0　V、內(nèi)阻為　1.5　Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。 【分析】電壓表如圖接法會被短路，故3導(dǎo)線連接不當(dāng)；根據(jù)閉合電路歐姆定律可以得到U和I的關(guān)系，對應(yīng)圖像，可以得到干電池的電動勢和內(nèi)阻。 【解答】解：（1）電壓表應(yīng)該并聯(lián)接在滑動變阻器和電流表兩端，測量路端電壓，而圖中電壓表直接被接在電流表兩端，被短路了； （2）由閉合電路的歐姆定律有U＝E﹣Ir，U﹣I圖像與縱軸的交點(diǎn)表示電動勢，圖像的斜率表示電源內(nèi)阻， 故E＝3.0V，r＝1.5Ω。 故答案為：（1）3；（2）3.0，1.5。 【點(diǎn)評】測定電動勢和內(nèi)阻的實驗中要注意數(shù)據(jù)的處理時主要應(yīng)用了圖象法，要將公式與圖象聯(lián)系在一起理解。 2．（紅橋區(qū)一模）用如圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，電池的內(nèi)阻較?。ㄗ柚?Ω左右）。為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有： （a）電流表（量程0.6A、3A） （b）電壓表（量程3V、15V） （c）定值電阻（阻值2Ω、額定功率2W） （d）定值電阻（阻值10Ω，額定功率10W） （e）滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流1A） （f）滑動變阻器（阻值范圍0～100Ω、額定電流1A） （1）要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇 　3　V，電流表的量程應(yīng)選擇 　0.6　A；R0應(yīng)選擇 　2　Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是 　0～10　Ω的滑動變阻器。 （2）引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是 　電壓表分流使得安培表讀數(shù)小于干路電流　；考慮系統(tǒng)誤差，一般會造成E測　小于　E真，r測　小于　r真（填大于，小于或等于）。 【分析】（1）由歐姆定律估算電路中的電流，根據(jù)安全及準(zhǔn)確性原則可選出電流表及電壓表；根據(jù)電源內(nèi)阻的大小可判斷保護(hù)電阻的大小，及滑動變阻器的阻值大?。?（2）分析電路中的各電表的特點(diǎn)，找出其產(chǎn)生的作用，即可得出誤差產(chǎn)生的原因。 【解答】解：（1）由于電源是一節(jié)干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象，故滑動變阻器取值范圍選擇0～10Ω。 （2）本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，分別作出真實圖象和測量圖象；當(dāng)外電路短路時，電壓表的分流可以忽略；故兩種情況下短路電流相同；如圖所示； 則可知：E測＜E真，r測＜r真。 故答案為：（1）3，0.6，2，0～10．（2）由于電壓表分流使得安培表度數(shù)小于干路電流，小于，小于。 【點(diǎn)評】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，實驗儀器的選擇是考試中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，在學(xué)習(xí)中要注意掌握好其安全、準(zhǔn)確的原則；同時注意滑動變阻器的電路中的應(yīng)用規(guī)律；同時掌握根據(jù)圖象分析實驗誤差的方法。 綜合練習(xí) 一．實驗題（共17小題） 1．（桂林模擬）某同學(xué)要測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室提供的實驗器材有：兩節(jié)干電池，定值電阻R0＝2Ω，電流表（0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω），靈敏電流計G（滿偏電流Ig＝200μA、內(nèi)阻rg＝150Ω）、滑動變阻器R1（0～20Ω，2.0A），電阻箱R2（0～99999.9Ω），電鍵S，導(dǎo)線若干。 （1）實驗中，將靈敏電流計與電阻箱串聯(lián)，改裝成量程為4V的電壓表，電阻箱接入電路的阻值為　19850　Ω； （2）該同學(xué)根據(jù)提供的器材，連接了部分電路，請用筆畫線代替導(dǎo)線將實驗電路圖甲連接完整； （3）電路中的定值電阻R0的作用是　保護(hù)電路，防止短路　； （4）閉合電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得多組靈敏電流計的示數(shù)I1和電流表的示數(shù)I2，作出I1﹣I2圖像如圖乙所示。則電源的電動勢E＝　2.9　V，內(nèi)阻r＝　1.0　Ω（均保留兩位有效數(shù)字）。 【分析】（1）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出串聯(lián)電阻阻值； （2）根據(jù)實驗原理圖連接實物圖； （3）明確定值電阻的作用是保護(hù)電路，防止短路； （4）根據(jù)閉合電路歐姆定律找出兩電流表示數(shù)之間的關(guān)系式，結(jié)合圖象求解電動勢和內(nèi)阻。 【解答】解：（1）將靈敏電流計改裝成量程為4V的電壓表，電阻箱接入電路的阻值為，改裝后的電壓表內(nèi)阻RV＝19850Ω+150Ω＝20000Ω； （2）將電流表與滑動變阻器串聯(lián)接在電路兩端，電壓表與電阻箱串聯(lián)充當(dāng)電壓表與滑動變阻器和電流表并聯(lián)，電路連線如圖 （3）電路中的定值電阻R0的作用是保護(hù)電路，防止短路； （4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，I1RV＝E﹣I2（r+R0），變形可得：I1＝﹣，當(dāng)I2＝0時，即滑動變阻器相當(dāng)于斷路，從圖象縱截距讀出電流I1＝145μA＝145×10﹣6A，所以電動勢為E＝I1RV＝1.45×10﹣6×20000V＝2.9V；圖象中的斜率表示電源的內(nèi)阻，故內(nèi)阻為。 故答案為：（1）19850 （2）如圖所示；（3）保護(hù)電路，防止短路 （4）2.9；（5）1.0。 【點(diǎn)評】本題考查測量干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗，要掌握改裝電壓表串聯(lián)內(nèi)阻的計算方法；本題中要注意圖中給出的是電流值，應(yīng)注意根據(jù)歐姆定律求出電壓值。 2．（安徽模擬）某同學(xué)在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中。 （1）設(shè)計了如圖甲、乙兩個電路，你認(rèn)為 　甲　（選填“甲”或“乙”）電路更合適。 （2）實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯。為了解決這個問題，該同學(xué)在電源處串聯(lián)了一個2Ω的定值電阻后繼續(xù)實驗，得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出U﹣I圖象，如圖丙所示。由圖象可知，電池的電動勢為 　1.45　V，內(nèi)阻為 　0.90　Ω（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）。 （3）若考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響，則電動勢的測量值 　小于　真實值，內(nèi)阻的測量值 　小于　真實值（均選填“大于”、“等于”或“小于”）。 【分析】（1）干電池內(nèi)阻較小，為減小實驗誤差，相對于電源來說電流表應(yīng)采用外接法。 （2）根據(jù)題求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖示圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻； （3）根據(jù)電路圖進(jìn)行分析，明確電表內(nèi)阻的影響，從而明確誤差情況。 【解答】解：（1）由圖可知，乙圖中的開關(guān)無法控制整個電路，所以應(yīng)采用圖甲所示實驗電路圖； （2）在電池組負(fù)極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為R＝2Ω的電阻，電壓表示數(shù)：U＝E﹣I（r+R） 由圖示電源U﹣I圖象可知，電源電動勢E＝1.45V， 圖象斜率的絕對值k＝R+r＝＝Ω＝2.90Ω， 電源內(nèi)阻：r＝k﹣R＝2.90Ω﹣2Ω＝0.90Ω； （3）圖甲所示電路圖，采用的是相對電源的電流表外接法，由于電壓表的分流導(dǎo)致此種接法電動勢和內(nèi)電阻均小于真實值。 故答案為：（1）甲；（2）1.45；0.90；（3）小于；小于。 【點(diǎn)評】本題考查了測電池組的電動勢和內(nèi)阻實驗，理解實驗原理是解題的前提與關(guān)鍵，注意掌握根據(jù)圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法。 3．（福州期末）某實驗小組要盡可能準(zhǔn)確地測量某直流電源的電動勢E（小于3V）及內(nèi)阻r，實驗室提供了以下器材：電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻約為1kΩ）；電流表A（量程為0～300mA，內(nèi)阻為3Ω）；滑動變阻器R（阻值范圍為0～100Ω，允許通過的最大電流為1A）；待測電源E；開關(guān)S及導(dǎo)線若干。 （1）實驗小組設(shè)計了甲、乙兩種測量方案，為盡可能準(zhǔn)確地測量該直流電源的電動勢E及內(nèi)阻r，應(yīng)選用　圖甲?。ㄌ睢皥D甲”或“圖乙”），原因是　電流表內(nèi)阻已知，電動勢和內(nèi)阻的測量無系統(tǒng)誤差　。 （2）實驗小組選擇正確電路并通過實驗測得多組數(shù)據(jù)，如表中所示，請根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖丙的坐標(biāo)紙上描點(diǎn)并畫出圖象，利用圖象可求出電源的電動勢E為　2.62　V，內(nèi)阻r為　3.00　Ω（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）。 【分析】（1）明確實驗原理，知道電流表內(nèi)阻已知時可以通過等效內(nèi)阻的方式來求出電動勢和內(nèi)電阻的準(zhǔn)確值； （2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖象，注意誤差較大的點(diǎn)要舍棄，再根據(jù)閉合電路歐姆定律即可確定電動勢和內(nèi)電阻。 【解答】解：（1）由于電流表內(nèi)阻已知，可將電流表內(nèi)阻等效為電源內(nèi)阻，則電動勢和內(nèi)阻的測量無系統(tǒng)誤差，故采用相對電源的電流表內(nèi)接法，故應(yīng)選用圖甲； （2）由實驗數(shù)據(jù)畫出U﹣I圖象如圖所示，由圖可知第四組數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄，圖象斜率為﹣6.00，內(nèi)阻r＝6.00Ω﹣3Ω＝3.00Ω，圖象縱軸截距為2.62 V，故電動勢E＝2.62 V。 故答案為：（1）圖甲；電動勢和內(nèi)阻的測量無系統(tǒng)誤差；（2）2.62；3.00。 【點(diǎn)評】本題將測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，明確實驗原理是解題的關(guān)鍵，注意電流表內(nèi)阻已知時可以采用相對電源的內(nèi)接法來測出內(nèi)電阻的準(zhǔn)確值。 4．（池州期末）某同學(xué)想利用如圖甲所示電路測量一種新型電源的電動勢和內(nèi)阻。但身邊只有下列器材： 電壓表A（0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ） 電壓表B（0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ） 定值電阻R0（5Ω，5W） 電阻箱RP（0～99Ω） 待測電源（電動勢約為4.5V，內(nèi)阻估計值為5Ω） 開關(guān)S，導(dǎo)線若干 （1）電壓表應(yīng)選用　電壓表B　（選填“電壓表A”或“電壓表B”）。 （2）開關(guān)閉合前，電阻箱取適宜的阻值應(yīng)該是　D　。 A．99.9Ω B．49.9Ω C．30Ω D．10Ω （3）正確連接電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電阻箱阻值以及電壓表讀數(shù)并依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)作出圖象如圖乙，依據(jù)圖象可以得出電源電動勢為　4.8　V，電源內(nèi)阻為　4.6　Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 【分析】（1）根據(jù)電源電動勢確定電壓表量程； （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，明確電阻箱接入后電壓表示數(shù)是否超過量程，從而確定應(yīng)選擇的電阻箱阻值； （3）根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，結(jié)合圖象進(jìn)行分析即可求出電動勢和內(nèi)電阻大小。 【解答】解：（1）電源電動勢約為4.5V，故為測量精確，宜選用電壓表B，因為電壓表A的量程遠(yuǎn)大于電源電壓，測量誤差較大； （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電壓表兩端的電壓U＝R，電壓表量程為3V，代入數(shù)據(jù)可知，3.0＝，解得R＝30.0Ω，故電阻箱接入值最大不能超過30Ω，所以ABC三項都會導(dǎo)致電壓超出電壓表量程；D項中阻值10Ω接入電路，閉合開關(guān)，電路中的電流大約是0.225A，在定值電阻R0上的功率約為0.25W，不超范圍，同時電壓表上的電壓大約是2.25V，不超電壓表量程，故應(yīng)選D； 故選：D。 （3）根據(jù)器材中的電壓表內(nèi)阻為3kΩ，遠(yuǎn)大于RP阻值，故，又，變形可得，根據(jù)圖象可得：當(dāng)時，，可得電動勢為4.8V；圖線斜率即為， 聯(lián)立解得：r＝4.6Ω。 故答案為：（1）電壓表B；（2）D；（3）4.8；4.6。 【點(diǎn)評】本題考查了測電源電動勢與內(nèi)阻的實驗，分析清楚實驗電路圖理解實驗原理是解題的前提，根據(jù)圖示電路圖求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，從而由圖象求出電動勢和內(nèi)電阻是解題的關(guān)鍵。 5．（棗莊期末）為精確測量電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計的電路如圖所示，其中R0為阻值已知的小阻值定值電阻，R為（0～999.9）Ω的電阻箱，S2為單刀雙擲開關(guān)。將電阻箱R的阻值調(diào)節(jié)到最大，把開關(guān)S2接2，接通S1，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值為R1時，電壓表和電流表有合適的讀數(shù)，記下其讀數(shù)U0、I0，斷開S1。調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值為最大，把開關(guān)S2接1，再接通S1，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，測出幾組電壓值U和電流值I，根據(jù)測出的數(shù)據(jù)作出U﹣I圖象如圖所示。圖象的截距分別為U1、I1。 （1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，按照電路圖將實物圖連接成完整電路。 （2）電流表的內(nèi)阻RA＝　﹣R1　，電源電動勢E＝　U1　，電源內(nèi)阻r＝　?。ㄓ肦0、U0、I0、R1、U1、I1表示）。 【分析】（1）以先串聯(lián)后并聯(lián)的原則連接實物圖； （2）開關(guān)S2接2時，依據(jù)伏安法測電阻的原理解得電流表的內(nèi)阻表達(dá)式；開關(guān)S2接1時，依據(jù)伏安法測量電源電動勢和內(nèi)阻的實驗原理結(jié)合U﹣I圖象，由圖象的截距與斜率解得所求。 【解答】解：（1）實物圖連接如下圖所示： （2）依題意：當(dāng)開關(guān)S2接2時，測量的是電阻箱和電流表的總阻值，即：RA+R1＝，則有 當(dāng)開關(guān)S2接1時，測量的電壓值U和電流值I滿足關(guān)系式：U＝E﹣I（r+RA+R0） 對應(yīng)圖2的U﹣I圖象，可知圖象的縱軸截距等于電源電動勢，即電源電動勢E＝U1， 圖象的斜率的絕對值＝r+RA+R0 電源內(nèi)阻r＝ 故答案為：（1）實物圖連接見解答；（2）﹣R1；U1；。 【點(diǎn)評】本題考查了伏安法的應(yīng)用，測量電阻和測量電源電動勢和內(nèi)阻，以及應(yīng)用圖象處理實驗數(shù)據(jù)的方法，屬于基礎(chǔ)知識點(diǎn)的鞏固練習(xí)，需熟練掌握。 6．（濰坊期末）某同學(xué)用電流表和電壓表測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，設(shè)計了如圖甲所示的電路，其中定值電阻R0＝2Ω。 （1）在圖乙所示的實物圖上，用筆畫線代替導(dǎo)線完成實物圖連接。 （2）按電路圖連接好電路后，閉合開關(guān)，將滑動變阻器滑片調(diào)節(jié)到不同位置，可測得多組對應(yīng)的電壓、電流值。如圖丙所示為滑片調(diào)節(jié)到某一位置時，電壓表、電流表的示數(shù)，則此時電壓表的讀數(shù)為　1.10　V，電流表的讀數(shù)為　0.12　A。 （3）利用實驗中測得數(shù)據(jù)，在U﹣I坐標(biāo)系中描出相應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖丁所示。根據(jù)圖象可知，干電池的電動勢E＝　1.50　V，內(nèi)電阻r＝　1.06　Ω。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 【分析】（1）根據(jù)原理圖連接實物圖，注意導(dǎo)線不能交叉，同時注意電表中電流由正極流入； （2）根據(jù)電表量程確定最小分度，再根據(jù)指針的位置得出對應(yīng)的讀數(shù)； （3）根據(jù)U＝E﹣Ir結(jié)合圖象即可求出電源的電動勢和內(nèi)電阻，注意求出的內(nèi)阻為等效內(nèi)阻，要減去保護(hù)電阻R0。 【解答】解：（1）根據(jù)原理圖連接實物圖如圖所示； （2）電壓表量程為3V，故最小分度為0.1V，指針對應(yīng)的示數(shù)為1.10V；電流表量程為0.6A，最小分度為0.02A，讀數(shù)為0.12A。 （3）由U＝E﹣Ir可知，圖象與縱軸的交點(diǎn)表示電動勢，故E＝1.50V，圖象的斜率表示等效內(nèi)阻，故r等效＝Ω＝3.06Ω，電阻內(nèi)阻r＝3.06Ω﹣2Ω＝1.06Ω 故答案為：（1）如圖所示；（2）1.50；0.12；（3）1.50；1.06 【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵明確實驗原理，根據(jù)閉合電路歐姆定律推導(dǎo)出線性關(guān)系的表達(dá)式，然后結(jié)合圖象分析，注意數(shù)學(xué)規(guī)律的應(yīng)用。 7．（天津期末）如圖甲所示為課本中用來測量電池電動勢和內(nèi)阻的電路圖。已知待測電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為1.0Ω。已知實驗室除待測電池、開關(guān)、導(dǎo)線外，還有下列器材可供選用： 電流表A1：量程為0～0.6A，內(nèi)阻約為0.15Ω 電流表A2：量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.05Ω 電壓表V：量程為0～1V，內(nèi)阻約為3kΩ 滑動變阻器R：最大阻值為10Ω，額定電流為2A 定值電阻R1：阻值為2Ω，額定電流為2A 定值電阻R2：阻值為6Ω，額定電流為2A 如果用圖甲電路來測量電池電動勢和電阻，因電壓表量程較小不能滿足測量的要求，某同學(xué)在甲圖中加上定值電阻改成了乙圖進(jìn)行實驗，并較準(zhǔn)確地測量出了電池的電動勢和電阻，回答以下問題： ①在圖乙中電流表應(yīng)選　A1　，定值電阻應(yīng)選　R1　。 ②該同學(xué)經(jīng)過多次測量并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，利用這些數(shù)據(jù)在圖丙中畫出了U﹣I圖線。由此得出電池的內(nèi)阻r＝　0.83　Ω，電池的電動勢E＝　1.42　V（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。 【分析】（1）實驗中要能保證安全和準(zhǔn)確性選擇電表與滑動變阻器。 （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律列出表達(dá)式，再在U﹣I圖中找出兩組數(shù)據(jù)，聯(lián)立方程求解即可。 【解答】解：（1）干電池的電動勢約為1.5V，電路最大電流約為零點(diǎn)幾安，電流表應(yīng)選擇A1；由U﹣I圖象可知，電流最大值約為0.5A，故最小電阻約為r+Rmin＝＝Ω＝3Ω，解得Rmin＝2Ω；故定值電阻選擇R1； （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：U＝E﹣I（r+R1），由U﹣I圖象可知，當(dāng)電流為I1＝0.2A時，電壓U1＝0.85V，I2＝0.5A時，電壓U2＝0V，代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得：E＝1.42V，r＝0.83Ω。 故答案為：（1）A1；R1；（2）0.83；1.42。 【點(diǎn)評】本題考查了測電源電動勢與內(nèi)阻實驗，選擇了實驗器材的選擇與實驗數(shù)據(jù)處理，要掌握實驗器材的選擇原則，明確應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法。 8．（西峰區(qū)校級期末）在測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，有電壓表V（量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電流表A（量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.70Ω）；滑動變阻器R（10Ω，2A）。為了更準(zhǔn)確地測出電源電動勢和內(nèi)阻設(shè)計了如圖所示的電路圖。 （1）在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如圖所示的U﹣I圖線，由圖可得該電源電動勢E＝　1.50　V，內(nèi)阻r＝　1.0　Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 （2）以上實驗的系統(tǒng)誤差來源是　電壓表分流作用　。 【分析】（1）由作出的U﹣I圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動勢；圖象的斜率表示內(nèi)阻； （2）根據(jù)實驗電路圖與實驗原理分析實驗誤差原因。 【解答】解：（1）根據(jù)U＝E﹣Ir以及圖象可知，電源的電動勢為：E＝1.5V，電源內(nèi)阻為：r＝Ω＝1.0Ω； （3）由圖示電路圖可知，由于電壓表的分流，電流表的測量值小于流過電源的電流，從而使實驗產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。 故答案為：（1）1.50；1.0；（2）電壓表分流作用。 【點(diǎn)評】本題考查了實驗數(shù)據(jù)處理以及實驗誤差分析；應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)可以減小誤差，應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法，根據(jù)圖象與對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式可以求出要測量的量。 9．（會寧縣期末）某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示電路測量某電池的電動勢E和內(nèi)電阻r，由于該電池的內(nèi)電阻r較小，因此在電路中接入了一阻值為2.00Ω的定值電阻R0。 （1）按照實物連線圖畫出實驗電路圖； （2）閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀出電壓表相應(yīng)的示數(shù)U，并計算出通過電阻箱的電流數(shù)值I，為了比較準(zhǔn)確地得出實驗結(jié)論，在坐標(biāo)紙中畫出了如圖所示的U﹣I圖象，由圖象可得：E＝　2.0　V，r＝　0.50　Ω。 【分析】（1）分析清楚圖1所示電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)圖1所示實物電路圖作出實驗電路圖； （2）根據(jù)圖示電路圖求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖示圖象分析答題。 【解答】解：（1）由圖1所示實物電路圖可知，電源、定值電阻、電阻箱與開關(guān)組成串聯(lián)電路，電壓表測電阻箱兩端電壓，根據(jù)圖1所示實物電路圖作出實驗電路圖，實驗電路圖如圖所示； （2）由圖示電路圖可知，路端電壓：U＝E﹣I（r+R0） 由圖示U﹣I圖象可知，圖象縱軸截距：b＝E＝2.0V， 圖象斜率的絕對值k＝r+R0＝＝Ω＝2.50Ω， 電源內(nèi)阻：r＝k﹣R0＝2.50Ω﹣2.00Ω＝0.50Ω； 故答案為：（1）如圖所示；（2）2.0；0.50。 【點(diǎn)評】本題考查了電池的電動勢E和內(nèi)電阻r實驗，分析清楚圖示實物電路圖、理解實驗原理是解題的前提與關(guān)鍵，注意分析出圖象的函數(shù)表達(dá)式，根據(jù)圖示圖象可以求出電源電動勢與內(nèi)阻。 10．（香坊區(qū)校級期末）在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，給定以下的器材來完成實驗。 待測干電池E一節(jié) 電壓表V（量程0～3～15V，內(nèi)阻約為10kΩ） 電流表A（量程0～0.6～3A，內(nèi)阻約為1Ω） 滑動變阻器R1（0～10Ω） 滑動變阻器R2（0～200Ω） 導(dǎo)線、開關(guān)S （1）為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，滑動變阻器應(yīng)選用　R1?。ㄟx填“R1”或“R2”）。 （2）在相應(yīng)的方框中畫出圖1的電路圖。 （3）該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)得到圖2中的圖線a，根據(jù)圖線a求得電源電動勢E＝　1.45　V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），內(nèi)電阻r＝　0.50　Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 （4）圖丙中b圖線是標(biāo)有“1.5V、1.6W”的小燈泡的伏安特性曲線，該同學(xué)將該小燈泡與本實驗中的電池連成一閉合電路，小燈泡實際消耗的電功率是　0.69　W（保留2位有效數(shù)字）。 【分析】（1）為方便實驗操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器； （2）根據(jù)實物圖得出對應(yīng)的原理圖； （3）根據(jù)圖示電路圖求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖示圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻； （4）根據(jù)圖示圖象求出燈泡的工作電壓與工作電流，然后應(yīng)用電功率公式求出燈泡的實際功率。 【解答】解：（1）因電源的內(nèi)阻一般較小，為保證調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表示數(shù)變化明顯，所以滑動變阻器應(yīng)選R1； （2）根據(jù)實物圖可知，采用伏安法測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，電流表采用相對電源的外接法，原理圖如圖所示； （3）根據(jù)U＝E﹣Ir可知，a圖線與縱軸的截距表示電動勢的大小，即E＝1.45V，斜率表示電源的內(nèi)阻，即r＝＝Ω＝0.50Ω； （4）a、b兩圖線交點(diǎn)縱橫坐標(biāo)的乘積就表示小燈泡實際消耗的電功率，由圖可知，電壓U＝1.15V，I＝0.6A，電功率P＝UI＝1.15×0.6 W＝0.69 W. 故答案為：（1）R1；（2）如圖所示；（3）1.45；0.50；（4）0.69。 【點(diǎn)評】本題考查了實驗器材選擇、對實物電路圖的認(rèn)識以及實驗數(shù)據(jù)處理等問題，應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法，要掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)的方法。 11．（尖山區(qū)校級月考）在測定電源電動勢和內(nèi)阻的實驗中，待測電壓為一節(jié)干電池，內(nèi)阻約為3Ω，備有下列器材供選擇：電流表A1（0～0.6A）；電流表A2（0～3A）；電壓表V1（0～3V，10kΩ）；電壓表V2（0～3V，8kΩ）；電壓表V3（0～15V，30kΩ）；滑動變阻器R1（0～10Ω，0.1A），滑動變阻器R2（0～10Ω，2A），滑動變阻器R3（0～1000Ω，2A）。為了得到較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，滑動變阻器應(yīng)選　R2　，電壓表應(yīng)選　V1　，電流表應(yīng)選　A1　。 【分析】根據(jù)電池電動勢選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表，為方便實驗操作，在保證安全的前提下，要選擇最大阻值較小的滑動變阻器。 【解答】解：干電池電動勢約為1.5V，故電壓表應(yīng)選擇3V量程，為了準(zhǔn)確電壓表內(nèi)阻越大越好，故電壓表選V1；由I＝可知，最大電流Imax＝＝A＝0.5A，故電流表應(yīng)選0.6A量程的A1； 干電池電動勢約為1.5V，電路最小電阻約為：R＝3Ω，故為了方便實驗操作，滑動變阻器總阻值為10Ω即可完成實驗，因電流約為0.5A，為了保證安全，應(yīng)選擇允許通過電流為2A的滑動變阻器R2。 故答案為：R2，V1；A1。 【點(diǎn)評】本題考查了實驗器材的選取，要知道實驗器材的選取原則，注意保證實驗的安全和準(zhǔn)確。 12．（工農(nóng)區(qū)校級期末）在“電池電動勢和內(nèi)阻的測量”的實驗中，已連接好實驗電路。 （1）如圖是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的U﹣I圖象，由圖可知，電源的電動勢E＝　1.5　V，內(nèi)阻r＝　1.0　Ω。 （2）利用該實驗電路測出的電動勢E測和內(nèi)阻r測與真實值E真和r真相比，理論上E測　＜　E真，r測?。肌真（選填“＞”“＜”或“＝”）。 【分析】（1）由圖可知，圖象由縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電動勢；圖象的斜率表示內(nèi)電阻可求得內(nèi)電阻． （2）圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電動勢，圖象的斜率表示內(nèi)電阻；由圖象法可分析此種接法會造成的誤差。 【解答】解：（1）由U＝E﹣Ir以及U﹣I圖可知，圖象的與縱軸的交點(diǎn)表示電源的電動勢，故電源的電動勢E＝1.5V； U﹣I圖象斜率的絕對值等于內(nèi)阻，所以r＝＝Ω＝1.0Ω； （2）由圖甲所示可知，相對于電源來說，實驗采用電流表外接法，當(dāng)外電路短路時，電流的測量值等于真實值，除此之外，由于電壓表的分流作用，電流的測量值小于真實值，電源的U﹣I圖象如圖所示，由圖象可知，電源電動勢的測量值小于真實值，電源內(nèi)阻的測量值小于真實值。 故答案為：1.5；1.0；＜；＜。 【點(diǎn)評】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，對于涉及到根據(jù)圖象求解的問題，首先根據(jù)相應(yīng)的物理規(guī)律寫出公式，然后整理出有關(guān)的一次函數(shù)形式，再根據(jù)斜率和截距的概念即可求解。 13．（山東模擬）在測定電池的電動勢和內(nèi)阻實驗中，可供選擇的器材有： A．電流表A1（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω） B．電流計G（滿偏電流Ig＝100μA，內(nèi)阻rg為2.0kΩ） C．干電池（電動勢1.5V左右，內(nèi)阻1.0Ω左右） D．滑動變阻器R1（0～20Ω，5A） E．滑動變阻器R2（0～100Ω，1A） F．定值電阻R3＝18kΩ G．定值電阻R0＝1Ω H．開關(guān)、導(dǎo)線若干 （1）該實驗中由于沒有電壓表，于是設(shè)計了如圖甲、乙兩個電路圖，比較合理的是　甲　圖，滑動變阻器應(yīng)選　R1　。 （2）根據(jù)選出的電路圖進(jìn)行實驗，得到的實驗數(shù)據(jù)如表，在圖丙中作出I2﹣I1圖象。 （3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可得電池的電動勢E＝　1.49　V，內(nèi)阻r＝　0.500　Ω（結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）。 【分析】（1）明確實驗原理，知道電表的改裝原理，從而確定應(yīng)選擇的電路和所用儀器； （2）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖象； （3）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，結(jié)合圖象即可求出電動勢和內(nèi)電阻。 【解答】解：（1）由于電源的內(nèi)阻較小，根據(jù)U＝E﹣Ir知，路端電壓U變化幅度較小，因此串聯(lián)一個保護(hù)電阻R0，一起視作電源的內(nèi)阻，從而得到一個較大范圍變化的電壓，因此，選擇電路甲比較合理；為多測幾組實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器R1； （2）根據(jù)題表中所給數(shù)據(jù)，利用描點(diǎn)法作圖，使盡可能多的點(diǎn)在直線上，如圖所示； （3）由圖甲可知，根據(jù)閉合電路歐姆定律知I2（rg+R3）＝E﹣I1（r+R0），由作出的I2﹣I1圖象找出圖象上的兩點(diǎn)數(shù)據(jù)，代入解得：E＝1.49V，r＝0.500Ω. 故答案為：（1）甲；R1；（2）如圖所示；（3）1.49；0.500。 【點(diǎn)評】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，要注意明確實驗原理，同時注意電表改裝原理的應(yīng)用，注意數(shù)據(jù)處理的基本方法。 14．（杭州期末）某同學(xué)利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，實驗電路圖如圖1所示。 （1）該同學(xué)設(shè)計的電路圖比課本中的電路圖多使用了一個定值電阻，你認(rèn)為其作用是 　保護(hù)作用　。 （2）現(xiàn)有電流表（0～0.8A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，實驗桌上還有以下器材： A．電池一節(jié)； B．滑動變阻器（0～10Ω，允許的最大電流為2A）； C．定值電阻（阻值為2Ω，額定功率為5W）； D．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約為1000Ω）。 （3）該同學(xué)某次實驗時，電壓表的指針位置如圖2所示，其讀數(shù)為 　1.10　V。 （4）該同學(xué)通過實驗得到了多組電流表和電壓表的讀數(shù)，并把它們描在坐標(biāo)系中，如圖3所示，據(jù)此可知該電源的電動勢為 　1.50　V，內(nèi)阻為 　1.00　Ω（本小問結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。 【分析】（1）明確定值電阻在電路中起到保護(hù)作用； （3）明確電表量程，確定最小分度，從而確定讀數(shù)； （4）根據(jù)圖象的性質(zhì)和閉合電路歐姆定律可明確電源的電動勢和內(nèi)電阻。 【解答】解：（1）定值電阻在電路中可以起到保護(hù)作用，使電路中的電流不太大從而保護(hù)電流表和電源； （3）電壓表量程為3V，最小分度為0.1V，故讀數(shù)為1.10V； （4）根據(jù)描出的點(diǎn)作出對應(yīng)的圖象，根據(jù)U＝E﹣Ir可知，圖象與縱軸的交點(diǎn)表示電動勢，圖象的斜率表示r； 則可知：E＝1.50V；r＝Ω＝1.00Ω 故答案為：（1）保護(hù)作用； （3）1.10（1.09﹣1.11； （4）1.50 （1.47﹣1.53；1.00 （0.950﹣1.05）。 【點(diǎn)評】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，要注意明確實驗數(shù)據(jù)的處理方法，能根據(jù)圖象求解電源的電動勢和內(nèi)電阻。 15．（八模擬）某同學(xué)想通過自己學(xué)過的理論知識測量家里一節(jié)廢舊電池的電動勢和內(nèi)阻。老師提供該同學(xué)的實驗器材有：電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻不計）；電阻箱R（0～99.9Ω）；開關(guān)一個；導(dǎo)線若干。 （1）請?zhí)嬖撏瑢W(xué)在如圖1虛線框中畫出電路圖。 （2）他想利用R與的圖象來處理數(shù)據(jù)，寫出R與的表達(dá)式為　R＝E﹣r　。 （3）該同學(xué)通過調(diào)節(jié)電阻箱阻值，記錄了多組電流值和電阻值，對電流值取倒數(shù)，然后將點(diǎn)描在圖象中，用直線連接，如圖2所示，可知電池的電動勢為　1.37　，內(nèi)阻為　1.20?。ńY(jié)果均保留三位有效數(shù)字）。 【分析】（1）給出的儀器中只有電流表和電阻箱，故只能采用電阻箱和電流表串聯(lián)的方式進(jìn)行實驗； （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律列式即可確定電流和電阻的關(guān)系式； （3）根據(jù)圖象和對應(yīng)的公式進(jìn)行分析，由圖象的斜率和截距即可求出電動勢和內(nèi)電阻。 【解答】解：（1）由于只給出電源、電流表和電阻箱，所以應(yīng)將三者串聯(lián)進(jìn)行實驗，故原理圖如圖所示； （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：I＝ 變形可得：R＝﹣r （3）由R＝﹣r知，圖象的斜率表示電源的電動勢，則有：E＝k＝V≈1.37V； 圖象在比縱軸的截距的絕對值表示電池的內(nèi)阻，則有r＝1.20Ω。 故答案為：（1）如圖所示；（2）R＝﹣r；（3）1.37，1.20。 【點(diǎn)評】對于電學(xué)實驗題，關(guān)鍵是明確實驗原理，若能解出所要求的物理量即能完成實驗；若涉及到圖象問題，要根據(jù)物理規(guī)律列出表達(dá)式，然后整理出關(guān)于縱軸與橫軸物理量的函數(shù)式，然后再根據(jù)斜率和截距的概念即可求解。 16．（紅橋區(qū)期末）測量某一“特殊電池”的電動勢和內(nèi)電阻，其電動勢約為1.5V，該電池內(nèi)阻較大，經(jīng)實驗測定它的最大電流只有3mA左右。現(xiàn)有下列器材： 待測“特殊電池” 電流表A：滿偏電流3mA，電阻為30Ω 電壓表V：量程0?1.5V，電阻約為10000Ω 滑動變阻器R1：0?50Ω 滑動變阻器R2：0?10kΩ 開關(guān)、導(dǎo)線等實驗器材 （1）本實驗選用圖1所示的實驗原理圖，應(yīng)該選用哪種規(guī)格的滑動變阻器？　R2?。ㄌ顚憙x器代號）。 （2）在實驗中根據(jù)電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)I的值，得到U﹣I圖象如圖2所示，根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，則“特殊電池”的電動勢E＝　1.5　V，內(nèi)電阻r＝　470　Ω。 【分析】（1）通過水果電池的內(nèi)阻大小，選擇合適的滑動變阻器； （2）U﹣I圖線的縱軸截距表示電源的電動勢，圖線斜率的絕對值表示水果電池的內(nèi)阻。 【解答】解：（1）由閉合電路歐姆定律可知電源的內(nèi)阻約為r＝＝500Ω，為了使得在滑動滑動變阻器時電表有明顯的示數(shù)變化，應(yīng)選總阻值較大的R2； （2）由閉合電路歐姆定律可知E＝U+Ir，可得U＝E﹣Ir，則U﹣I圖線的縱軸截距表示電源的電動勢，圖線斜率的絕對值表示“水果電池”的內(nèi)阻；電源的U﹣I圖象中，縱截距表示電源電動勢，故E＝1.5V，圖象的斜率表示電源內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和，故Ω 解得。 故答案為：（1）R2；（2）1.5；470。 【點(diǎn)評】本題考查電源電動勢和內(nèi)阻的測量．解決本題的關(guān)鍵是會結(jié)合閉合電路歐姆定律從U﹣I圖線中獲取電源的電動勢和內(nèi)電阻。 17．（秦州區(qū)校級期末）實驗室給出下列器材，請你完成一節(jié)干電池電動勢和內(nèi)阻的測定。 A．一節(jié)待測干電池（內(nèi)阻大于2Ω） B．電流表，量程為0～0.6A，內(nèi)阻為5Ω左右 C．電流表，量程為0～1.5A，內(nèi)阻為0.5Ω左右 D．電壓表，量程為0～2.0V，內(nèi)阻為5kΩ左右 E．滑動變阻器，最大阻值為100Ω F．滑動變阻器，最大阻值為10Ω G．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干 （1）該實驗所需器材：　ABDFG?。ㄌ钇鞑那懊娴淖帜福?（2）請在線框中畫出該實驗電路圖。 （3）如表列出了某組同學(xué)測得的實驗數(shù)據(jù)，其中有一組數(shù)據(jù)不符合讀數(shù)要求，請將該組數(shù)據(jù)的序號填在橫線上：　2　。 （4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖中，作出U﹣I圖象，并根據(jù)圖象計算被測電池的電動勢為　1.46　V，內(nèi)阻為　0.72　Ω。 【分析】（1）先確定必須的器材，再根據(jù)實驗原理進(jìn)行分析，明確最大電流，從而確定電流表，再根據(jù)滑動變阻器的作用分析滑動變阻器； （2）根據(jù)實驗原理作出實驗電路圖． （3）應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，作出電源的U﹣I圖象，然后根據(jù)圖象求出電源的電動勢與內(nèi)阻． 【解答】解：（1）測定電動勢和內(nèi)電阻，故需要待測電池、電壓表、開關(guān)等必須器材；觀察表格中的電流，都小于0.6A，故電流表選擇B；滑動變阻器起限流作用，最大值應(yīng)該與其他元件總電阻相差不大，故滑動變阻器選用F；故實驗中所需要的器材為ABDFG； （2）利用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻，由于電源內(nèi)阻較小，與電流表內(nèi)阻接近，如果采用相對于電源的電流表內(nèi)接法，電源內(nèi)阻測量誤差較大，所以為了減小實驗誤差，應(yīng)采用相對電源的電流表外接法，故電路圖如圖1所示； （3）表格中序號2的電流0.2A的有效數(shù)字是一位，其他組都是兩位，故只有2不符合； （4）利用表格中數(shù)據(jù)在U﹣I圖象中描出對應(yīng)點(diǎn)，讓盡可能多的點(diǎn)過直線，不過直線的點(diǎn)對稱分布在直線兩側(cè)，根據(jù)描出的點(diǎn)作出的圖象如圖2所示；由U＝E﹣Ir可知，圖象與縱軸的交點(diǎn)表示電動勢，圖象的斜率表示內(nèi)電阻； 圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)就是電源的電動勢1.46V；內(nèi)阻。 故答案為：（1）ABDFG；（2）如圖1所示；（3）2；（4）1.46；0.72。 【點(diǎn)評】本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，注意掌握應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點(diǎn)法作圖的方法，掌握實驗數(shù)據(jù)的處理方法。 實驗序號123456I/AI1I2I3I4I5I6U/VU1U2U3U4U5U6組別U/AI/mA11.4020021.6016831.8013542.0011052.206762.4034次數(shù)123456電流計G I1/μA67.0059.5052.0048.2514.5037.00電流表I2/A0.100.200.300.350.400.50組序123456U/V1.371.321.241.201.101.05I/A0.120.20.310.420.500.57

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3 實驗：電池電動勢和內(nèi)阻的測量

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