1.用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻,實驗器材:待測電源(電動勢約3V,內(nèi)阻約2Ω),保護電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
實驗主要步驟:
(?。⒒瑒幼冏杵鹘尤腚娐返淖柚嫡{(diào)到最大,閉合開關(guān);
(ⅱ)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;
(ⅲ)以U為縱坐標,I為橫坐標,作圖線(U、I都用國際單位);
(ⅳ)求出圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。
回答下列問題:
(1)電壓表最好選用 ;電流表最好選用 。
A.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約15kΩ) B.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)
C.電流表(0~200mA,內(nèi)阻約2Ω) D.電流表(0~30mA,內(nèi)阻約2Ω)
(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是 ;
A.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱
B.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱
C.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱
D.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱
(3)選用k、a、R1、R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E= ,r= ,代入數(shù)值可得E和r的測量值。
2.某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻,要求測量結(jié)果盡量準確。
電壓表 (量程,內(nèi)阻約為)
電流表 (量程,內(nèi)阻約為)
滑動變阻器 (,額定電流)
待測電池組 (電動勢約為,內(nèi)阻約為)
開關(guān)、導(dǎo)線若干
①該小組連接的實物電路如圖所示,經(jīng)仔細檢查,發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當,這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是 。
②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的 端(填“a”或者“b”)
③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,在電池組負極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為的電阻,之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I,并作出圖像,如圖所示。根據(jù)圖像可知,電池組的電動勢為 V,內(nèi)阻為 。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
3.某實驗小組成員準備測量干電池電源的電動勢和內(nèi)電阻,所用器材如下:
A.待測干電池兩節(jié),電源的電動勢約為3.0V,內(nèi)電阻約幾歐姆
B.直流電壓表V1(量程2V,內(nèi)阻約2kΩ)
C.直流電壓表V2(量程3V,內(nèi)阻約2kΩ)
D.定值電阻R0
E.滑動變阻器R(已知最大阻值為Rm)
F.導(dǎo)線和開關(guān)
該小組成員設(shè)計的電路如圖所示。
(1)實驗前,將滑動變阻器的滑片移到一端,使滑動變阻器接入電路的電阻最大,閉合開關(guān),這時電壓表V1、V2,的示數(shù)分別為U10、U20,則定值電阻阻值R0= (用Rm、U10、U20表示)。
(2)調(diào)節(jié)滑動變阻器,測出多組電壓表V1、V2的示數(shù)U1、U2,以對應(yīng)的U1、U2為點的坐標,在U1-U2坐標系下描點、連線、做出U1-U2圖像,如圖所示。圖線在縱軸上的截距為b,在橫軸上的截距為a。則電源的電動勢E= ,內(nèi)電阻r= (兩空都用a、b、R0表示)。
模擬訓(xùn)練
(2020·朝陽區(qū)5月模擬)
4.在“測量電源的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中,已知待測電池的電動勢約1.5V,內(nèi)阻約1.0Ω。某同學(xué)利用圖甲所示的電路進行測量,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0~0.6A,內(nèi)阻約0.125Ω
電流表A2:量程0~3A,內(nèi)阻約0.025Ω
電壓表V:量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ
滑動變阻器R1:0~20Ω,額定電流2A
滑動變阻器R2:0~100Ω,額定電流1A
(1)為了調(diào)節(jié)方便,測量結(jié)果盡量準確,實驗中電流表應(yīng)選用 ,滑動變阻器應(yīng)選用 (填寫儀器的字母代號)。
(2)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)在圖乙中畫出了U-I圖線。由此得出電源的電動勢E= V;內(nèi)阻r = Ω。
(3)該同學(xué)實驗中發(fā)現(xiàn),在保證所有器材安全的情況下,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片時電壓表的示數(shù)取不到1.0V以下,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是 ;改進的方法為 。
(2020·寧夏模擬)
5.在電學(xué)實驗中,由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,使得測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。某校課外研究性學(xué)習(xí)小組進行了消除系統(tǒng)誤差的探究實驗,下面是一個實例:某探究小組設(shè)計了如圖1所示的電路,該電路能夠測量待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r,輔助電源的電動勢為E′、內(nèi)阻為r′,A、B兩點間有一靈敏電流計G。實驗步驟如下:
①閉合開關(guān)S1、S2,調(diào)節(jié)滑動變阻器R和R′,使靈敏電流計的示數(shù)為零,讀出電流表和電壓表的示數(shù)I1和U1;
②改變滑動變阻器R、R′的阻值,重新使靈敏電流計的示數(shù)為零,讀出電流表和電壓表的示數(shù)I2和U2;
③重復(fù)步驟②,分別記錄電流表和電壓表的示數(shù)。
④根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù),描點畫出UI圖象如圖2所示。
回答下面問題:
(1)根據(jù)步驟①和②測得的數(shù)據(jù)得到待測電源的電動勢和內(nèi)阻的表達式分別為E= 、r= 。
(2)根據(jù)畫出的UI圖象得到待測電源電動勢E= 、r= (保留一位小數(shù))。
(2021·河南模擬)
6.用如圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻(約為1Ω),其中R為滑動變阻器,電流表的內(nèi)電阻約為0.1Ω,電壓表的內(nèi)電阻約為3kΩ。
(1)利用圖1中甲圖實驗電路測電源的電動勢和內(nèi)電阻,所測得的實際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動勢E'和內(nèi)電阻r'。若電源的電動勢為E、內(nèi)電阻為r、電流表內(nèi)電阻為RA,則所測得的E'= ,r′= (請用E、r、RA表示)。
(2)某同學(xué)利用圖像,分析甲、乙兩種方法由于電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。在圖3中,實線是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作圖得到的U﹣I圖像;虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U﹣I圖像(沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況)。在圖3中,對應(yīng)圖1乙電路分析的U﹣I圖像是 ,并據(jù)此分析可得電源電動勢和內(nèi)阻的真實值E真、r真與測量值E測、r測的大小關(guān)系為E真 E測、r真 r測(填“>”、“=”“<”)。
(3)綜合上述分析,為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差,本實驗應(yīng)選擇圖1中的 (填“甲”或“乙”)。
(2021·湖北模擬)
7.利用如圖甲所示電路,可以測量電源電動勢和內(nèi)阻,所用的實驗器材有:
待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9Ω),表頭G(量程為200μA,內(nèi)阻為900Ω),定值電阻R0、R1,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
實驗步驟如下:
(1)先利用R0和表頭G構(gòu)成2mA的電流表,再將2mA的電流表改裝成量程為6V的電壓表,根據(jù)題設(shè)條件定值電阻的阻值應(yīng)為:R0= Ω,R1= Ω;
(2)將電阻箱阻值調(diào)到 (選填“最大”或“最小”),閉合開關(guān)S;
(3)多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下表頭G的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;
(4)以為縱坐標,為橫坐標,作—圖線如圖乙所示;
(5)若把流過電阻箱的電流視為干路電流,根據(jù)—圖線求得電源的電動勢E = V,內(nèi)阻r = Ω;
(6)由于步驟(5)的近似處理會導(dǎo)致測量的電動勢 ,內(nèi)阻 。(此兩空均選填“偏小”、“偏大”、“不變”)
(2022·廣東佛山模擬)
8.學(xué)校實驗室有一電動勢E約為9V,內(nèi)阻r在30~50Ω范圍間的電池,電池允許的最大輸出電流為120mA,為了測定該電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗興趣小組設(shè)計了如甲圖的電路進行實驗。圖中V表示電壓表,R為電阻箱(阻值范圍為0~999.9Ω),R0為定值電阻。
(1)在圖甲中接入R0的目的是為了 ;實驗室備有的定值電阻R0的規(guī)格有以下幾種,則本實驗應(yīng)選用 (填序號)。
A.50Ω,1.0W
B.500Ω,2.5W
C.1500Ω,15W
D.2500Ω,25W
(2)該同學(xué)接入符合要求的R0后,閉合開關(guān)S,調(diào)整電阻箱的阻值讀出電壓表的示數(shù)U,再改變電阻箱阻值,取得多組數(shù)據(jù),作出了如圖乙的圖像。根據(jù)圖乙所作出的圖像求得該電池的電動勢E= V,內(nèi)阻r= Ω(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。
(3)由于電壓表不能看作理想電表,因此實驗測得的電動勢 真實值(選填“大于”“等于”或“小于”)。
(2022·山東煙臺模擬)
9.某實驗小組要測定一節(jié)蓄電池的電動勢及內(nèi)阻,要求測量結(jié)果盡量準確,實驗器材如下:
電流表A1(量程200μA,內(nèi)阻為800Ω);
電流表A2(量程300mA,內(nèi)阻約為0.3Ω);
定值電阻R1(阻值為4Ω);
定值電阻R2(阻值為9200Ω)
滑動變阻器R(最大阻值50Ω);
待測蓄電池一節(jié)(電動勢約為2V);
開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干。
(1)實驗小組連接的實物電路如圖甲所示,圖中虛線框內(nèi)的電表應(yīng)選 (選填“A1”或“A2”),圖中虛線框內(nèi)的定值電阻應(yīng)選 (選填“R1”或“R2”);
(2)電流表A1示數(shù)用I1表示,電流表A2示數(shù)用I2表示,該小組多次改變滑動變阻器觸頭位置,得到了多組I1、I2數(shù)據(jù),并作出I1-(I1+I2)圖像,如圖乙所示。根據(jù)圖像可知,被測蓄電池的電動勢為 V,內(nèi)阻為 Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)從實驗設(shè)計原理來看,該蓄電池電動勢的測量值 (選填“大于”、“小于”或“等于”)真實值,內(nèi)阻的測量值 (選填“大于”、“小于”或“等于”)真實值。
對接高考
(2018·江蘇高考)
10.一同學(xué)測量某干電池的電動勢和內(nèi)阻.
(1)如圖所示是該同學(xué)正準備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時的實驗電路.請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處 ; .
(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I,以及計算的數(shù)據(jù)見下表:
根據(jù)表中數(shù)據(jù),在答題卡的方格紙上作出R?1I關(guān)系圖像 .由圖像可計算出該干電池的電動勢為 V;內(nèi)阻為 Ω.
(3)為了得到更準確的測量結(jié)果,在測出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當電流表的示數(shù)為0.33 A時,電壓表的指針位置如圖所示,則該干電池的電動勢應(yīng)為 V;內(nèi)阻應(yīng)為 Ω.
(2020·北京高考)
11.用圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內(nèi)電阻(約為1Ω)。其中R為電阻箱,電流表的內(nèi)電阻約為0.1Ω,電壓表的內(nèi)電阻約為3kΩ。
(1)利用圖1中甲圖實驗電路測電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,所測量的實際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動勢和內(nèi)電阻。若電流表內(nèi)電阻用表示,請你用E、r和RA表示出、,并簡要說明理由 。
(2)某同學(xué)利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。在圖3中,實線是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)(圖甲:U=IR,圖乙:)描點作圖得到的U-I圖像;虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像(沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況)。
在圖3中,對應(yīng)圖甲電路分析的U-I圖像是: ;對應(yīng)圖乙電路分析的U-I圖像是: 。
(3)綜合上述分析,為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差,本實驗應(yīng)選擇圖1中的 (填“甲”或“乙”)。
(2020·浙江7月選考)
12.某同學(xué)分別用圖甲和圖乙的電路測量同一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。
(1)在答題紙相應(yīng)的方框中畫出圖乙的電路圖 ;
(2)某次測量時電流表和電壓表的示數(shù)如圖所示,則電流 ,電壓 ;
(3)實驗得到如圖所示的兩條直線,圖中直線Ⅰ對應(yīng)電路是圖1 (選填“甲”或“乙”);

(4)該電池的電動勢 V(保留三位有效數(shù)字),內(nèi)阻 (保留兩位有效數(shù)字)。
(2020·天津高考)
13.某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻,要求測量結(jié)果盡量準確。
電壓表 (量程,內(nèi)阻約為)
電流表 (量程,內(nèi)阻約為)
滑動變阻器 (,額定電流)
待測電池組 (電動勢約為,內(nèi)阻約為)
開關(guān)、導(dǎo)線若干
①該小組連接的實物電路如圖所示,經(jīng)仔細檢查,發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當,這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是 。
②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗,閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的 端(填“a”或者“b”)
③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,在電池組負極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為的電阻,之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I,并作出圖像,如圖所示。根據(jù)圖像可知,電池組的電動勢為 V,內(nèi)阻為 。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(2021·浙江高考)
14.在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中,
(1)用如圖1所示的電路圖測量,得到的一條實驗數(shù)據(jù)擬合線如圖2所示,則該電池的電動勢E= V(保留3位有效數(shù)字);內(nèi)阻r= (保留2位有效數(shù)字);
(2)現(xiàn)有如圖3所示的實驗器材,照片中電阻箱阻值可調(diào)范圍為0~9999Ω,滑動變阻器阻值變化范圍為0~10Ω,電流表G的量程為0~3mA、內(nèi)阻為200Ω,電壓表的量程有0~3V和0~15V。請在圖3中選擇合適的器材,在答題紙相應(yīng)方框中畫出兩種測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的電路圖。
(2021·湖南高考)
15.某實驗小組需測定電池的電動勢和內(nèi)阻,器材有:一節(jié)待測電池、一個單刀雙擲開關(guān)、一個定值電阻(阻值為)、一個電流表(內(nèi)阻為)、一根均勻電阻絲(電阻絲總阻值大于,并配有可在電阻絲上移動的金屬夾)、導(dǎo)線若干。由于缺少刻度尺,無法測量電阻絲長度,但發(fā)現(xiàn)桌上有一個圓形時鐘表盤。某同學(xué)提出將電阻絲繞在該表盤上,利用圓心角來表示接入電路的電阻絲長度。主要實驗步驟如下:
(1)將器材如圖(a)連接:
(2)開關(guān)閉合前,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的 端(填“a”或“b”);
(3)改變金屬夾的位置,閉合開關(guān),記錄每次接入電路的電阻絲對應(yīng)的圓心角和電流表示數(shù),得到多組數(shù)據(jù);
(4)整理數(shù)據(jù)并在坐標紙上描點繪圖,所得圖像如圖(b)所示,圖線斜率為,與縱軸截距為,設(shè)單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值為,該電池電動勢和內(nèi)阻可表示為 , (用、、、、表示)
(5)為進一步確定結(jié)果,還需要測量單位角度對應(yīng)電阻絲的阻值。利用現(xiàn)有器材設(shè)計實驗,在圖(c)方框中畫出實驗電路圖 (電阻絲用滑動變阻器符號表示);
(6)利用測出的,可得該電池的電動勢和內(nèi)阻。
R/Ω
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
/A–1
6.7
6.0
5.3
4.5
3.8
參考答案:
1. A C C ka k-R2
【詳解】(1)[1]電壓表并聯(lián)在電路中,故電壓表內(nèi)阻越大,分流越小,誤差也就越小,因此應(yīng)選內(nèi)阻較大的電壓表A;
[2]當滑動變阻器接入電阻最小時,通過電流表電流最大,此時通過電流表電流大小約為
因此,電流表選擇C;
(2)[3]分析電路可知,滑片右移電壓表示數(shù)變大,則說明滑動變阻器接入電路部分阻值增大。
A.兩導(dǎo)線均接在金屬柱的兩端上,接入電阻為零,故A錯誤;
B.兩導(dǎo)線接在電阻絲兩端,接入電阻最大并保持不變,故B錯誤;
C.一導(dǎo)線接在金屬桿左端,而另一導(dǎo)線接在電阻絲左端,則可以保證滑片右移時阻值增大,故C正確;
D.導(dǎo)線分別接右邊上下接線柱,滑片右移時,接入電阻減小,故D錯誤;
故選C。
(3)[4][5]由閉合電路歐姆定律可知
U=E-I(r+R2)
對比伏安特性曲線可知,圖像的斜率為
k=r+R2
則內(nèi)阻
r=k-R2
令U=0,則有
由題意可知,圖像與橫軸截距為a,則有
解得
E=ka
【點睛】本題考查測量電源的電動勢和內(nèi)電阻實驗中的儀表選擇以及數(shù)據(jù)處理,要注意明確根據(jù)圖像分析數(shù)據(jù)的方法,重點掌握圖像中斜率和截距的意義。
2. 5 a 2.9 0.80
【詳解】①[1]因為電源內(nèi)阻較小,故對于電源來說應(yīng)該采用電流表外接法,圖中采用的是電流表內(nèi)接;故導(dǎo)線5連接不當,應(yīng)該從電壓表正接線柱接到電流表正接線柱;
②[2]開始實驗前應(yīng)該讓滑動變阻器連入電路阻值最大,故應(yīng)將滑片置于a端;
③[3][4]由圖線可知圖線與縱軸的交點即為電源電動勢,故E=2.9V;圖線與橫軸的交點為短路電流I=0.50A,故可得等效內(nèi)阻為
又因為在開關(guān)和電池負極之間接有的電阻,在計算過程中等效為內(nèi)阻,故電源內(nèi)阻為
3.
【詳解】(1)[1]當滑動變阻器接入電路的電阻最大時,滑動變阻器與R0串聯(lián),根據(jù)分壓原理有
解得
(2)[2][3]根據(jù)閉合電路歐姆定律有
可得U1與U2的函數(shù)式為
對照U1-U2圖像可得
聯(lián)立解得

4. A1 R1 1.50() 0.83() 電源內(nèi)阻太小 可在電源旁邊串聯(lián)一個較小阻值的定值電阻
【詳解】(1)[1]電源電動勢約為1.5V,流過電路的最大電流約為零點幾安培,電流表應(yīng)選擇A1;
[2]由于電源內(nèi)阻較小,為了調(diào)節(jié)方便,測量結(jié)果盡量準確,則滑動變阻器應(yīng)選R1;
(2)[3]由圖示電源U-I圖像可知,電源電動勢
由于誤差1.49V~1.50V均可。
[4]電源內(nèi)阻
由于誤差均可。
(3)[5][6]根據(jù)串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比,可知節(jié)滑動變阻器的滑片時電壓表的示數(shù)取不到1.0V以下,說明電源內(nèi)阻太小,為了使電壓表示數(shù)更小,可在電源旁邊串聯(lián)一個較小阻值的定值電阻。
5. 1.5 1.0
【詳解】(1)[1][2]靈敏電流計的示數(shù)為零,知A、B兩點的電勢差為0,則A、B兩點電勢相等,此時電壓表讀數(shù)等于電源的外電壓,電流表示數(shù)為通過電源的電流,改變滑動變阻器、的電阻,重新使得靈敏電流計的示數(shù)為零,電流表和電壓表的示數(shù)為I2和U2;根據(jù)
聯(lián)立解得
(2)[3][4]根據(jù)
可知,在UI圖象中斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻,截距表示電源電動勢可知
6. E r+RA A > > 乙
【詳解】(1)[1][2]將電源和電流表視為等效電源,電源電動勢是電源本身具有的屬性,電流表不具有產(chǎn)生電動勢的本領(lǐng),所以等效電源的電動勢仍然為
E′=E
而電流表的內(nèi)阻和電動勢的內(nèi)阻作為等效電源的內(nèi)阻,即
r′=r+RA
(2)[3][4][5]對甲圖,考慮電表內(nèi)阻時,根據(jù)閉合電路歐姆定律得
E=U路+Ir內(nèi)=U+I(r+RA)
變形得:
U=﹣(r+RA)I+E
直接通過實驗獲得數(shù)據(jù),可得
U=﹣rI+E
圖象與縱軸截距均為電源電動勢E,虛線對應(yīng)的斜率的絕對值為r+RA,實線對應(yīng)的斜率絕對值為r,所以對應(yīng)圖甲電路分析的圖象是C;
對乙圖,考慮電表內(nèi)阻時(即虛線對應(yīng)的真實情況),根據(jù)閉合電路歐姆定律得
E=U路+Ir內(nèi)=UU+Ir
變形得
UE
直接通過實驗獲得數(shù)據(jù),可得
U=﹣rI+E
虛線對應(yīng)的斜率絕對值為r,實線對應(yīng)的斜率絕對值為
r
虛線對應(yīng)的縱軸截距為E,實線對應(yīng)的縱軸截距為
E<E
兩圖線在U=0時,對應(yīng)的短路電流均為
I短
所以對應(yīng)圖乙電路分析的U﹣I圖象是A。
(3)[6]圖甲雖然測量的電源電動勢準確,但電流表分壓較為明顯,所以內(nèi)阻測量的誤差很大;圖乙雖然電動勢和內(nèi)阻測量均偏小,但是電壓表內(nèi)阻很大,分流不明顯,所以電動勢和內(nèi)阻的測量誤差較小,所以選擇圖乙可以減小由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。
7. 100 2910 最大 6.0 0.2 偏小 偏小
【詳解】(1)[1]由圖示電路圖可知
[2]改裝后電流表內(nèi)阻
把電流表改裝成電壓表,串聯(lián)電阻
(2)[3]為了實驗安全,實驗中應(yīng)讓電流由最小值開始調(diào)節(jié),故應(yīng)讓滑動變阻器由最大值開始調(diào)節(jié)。
(5)[4][5]根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
整理有
由圖可知
,
解得
E = 6.0V,r = 0.2Ω
(6)[6][7]若以(5)中近似,干路電流小于真實電流,相當于采用電流表相對電源的外接法進行測量,故電動勢和電流表的測量結(jié)果均偏小。
8. 保護電路 A 10.0 33.3 小于
【詳解】(1)[1][2]是定值電阻,起保護電路的作用。當變阻箱短路時,電路中通過的最大電流為120mA,則由閉合電路歐姆定律可知,定值電阻的最小阻值約為
定值電阻應(yīng)選A;
(2)[3][4]由閉合電路歐姆定律可得
變形得
由數(shù)學(xué)知識可知,圖象中的斜率
截距
結(jié)合圖象可知

解得
(3)[5]由于電壓表的分流,導(dǎo)致流過電源的實際電流大于,且外電壓越大,而電壓表分流越大,這樣得到電源圖象偏向左下傾斜,所以電動勢的測量值小于真實值,測得內(nèi)阻也小于測量值。
9. A2 R2 1.9 1.0 等于 等于
【詳解】(1)[1][2] 圖中虛線框內(nèi)的電表應(yīng)選A2,因為虛線框在干路上,選擇量程大的電流表。蓄電池的電動勢為2V,改裝后電壓表量程為2V。所以串聯(lián)電阻
故選R2。
(2)[3][4]根據(jù)
整理得
所以
,
解得

(3)[5][6]因為考慮到電表內(nèi)阻,所以沒有誤差。電動勢的測量值等于真實值,內(nèi)阻測量值等于真實值。
10. (1)①開關(guān)未斷開 ②電阻箱阻值為零 (2)圖像如圖所示:
1.4(1.30~1.44都算對) 1.2(1.0~1.4都算對) (3)1.4(結(jié)果與(2)問第一個空格一致) 1.0(結(jié)果比(2)問第二個空格小0.2)
【詳解】本題考查測量電源電動勢和內(nèi)電阻實驗,意在考查考生的實驗數(shù)據(jù)處理能力和誤差分析能力.
(1)連接電路時電源應(yīng)與電路斷開,所以開關(guān)要斷開;另一錯誤是電阻箱接入電路的電阻是零,這樣容易燒壞電流表和電源.
(2)將數(shù)據(jù)描點連線,做出一條傾斜的直線.根據(jù)閉合電路歐姆定律E=I(R+r)得,所以圖線的斜率表示電源電動勢V=1.37V,截距絕對值表示r=0.4×3.0Ω=1.20Ω;用電壓表與電流表并聯(lián),可測得電流表的內(nèi)阻,考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響,則E=I(R+RA+r),得,所以圖線的斜率仍表示電動勢,電動勢的準確值為1.37V,圖線的截距表示(RA+r),所以內(nèi)阻精確值為r=(1.20-0.20)Ω=1.00Ω.
點睛:本題考查應(yīng)用電流表和電阻箱測量電源電動勢和內(nèi)電阻實驗,本題創(chuàng)新之處在于用一個電壓表并聯(lián)在電流表的兩端測出電流表的電阻,從而提高測量電源內(nèi)阻的精確度.
11. ,,理由見解析 C A 乙
【詳解】(1)[1]將電源和電流表視為等效電源,電源電動勢是電源本身具有的屬性,電流表不具有產(chǎn)生電動勢的本領(lǐng),所以等效電源的電動勢仍然為
而電流表的內(nèi)阻和電動勢的內(nèi)阻作為等效電源的內(nèi)阻,即
(2)[2]對甲圖,考慮電表內(nèi)阻時,根據(jù)閉合電路歐姆定律得
變形得
直接通過實驗獲得數(shù)據(jù),可得
圖像與縱軸截距均為電源電動勢,虛線對應(yīng)的斜率大小為,實線對應(yīng)的斜率大小為,所以對應(yīng)圖甲電路分析的圖像是C;
[3]對乙圖,考慮電表內(nèi)阻時(即虛線對應(yīng)的真實情況),根據(jù)閉合電路歐姆定律得
變形得
直接通過實驗獲得數(shù)據(jù),可得
虛線對應(yīng)的斜率大小為,實線對應(yīng)的斜率大小為,虛線對應(yīng)的縱軸截距為,實線對應(yīng)的縱軸截距為;兩圖線在時,對應(yīng)的短路電流均為,所以對應(yīng)圖乙電路分析的圖像是A。
(3)[4]圖甲雖然測量的電源電動勢準確,但電流表分壓較為明顯,所以內(nèi)阻測量的誤差很大;圖乙雖然電動勢和內(nèi)阻測量均偏小,但是電壓表內(nèi)阻很大,分流不明顯,所以電動勢和內(nèi)阻的測量誤差較小,所以選擇圖乙可以減小由電表內(nèi)電阻引起的實驗誤差。
12. 0.39~0.41 1.29~1.31 乙 1.51~1.54 0.52~0.54
【詳解】(1)[1]圖乙中,電流表內(nèi)接和變阻器串聯(lián)接在電源兩端,電壓表測路段電壓,則圖乙對應(yīng)的電路圖為
(2)[2][3]一節(jié)干電池的電動勢一般約為1.5V,故電壓表量程選擇0~3V,電流表量程選擇0~0.6A,所以量表的讀數(shù)分別為1.30V(1.29~1.31V均可),0.40A(0.39~0.41A均可)
(3)[4]由閉合電路歐姆定律可得
可得U-I圖象的縱軸截距為電源電動勢,斜率為電源內(nèi)阻。圖甲中電流表外接,則實驗測得的電源內(nèi)阻
測量值偏大;圖乙中電路
測量值偏小,但是由于,故圖乙實驗測出的內(nèi)阻誤差更小,故圖線Ⅰ對應(yīng)圖乙,圖線Ⅱ?qū)?yīng)的圖甲。
(4)[5]圖線Ⅱ與縱軸的交點為電源的電動勢E=1.52V ;
[6]在圖線Ⅰ與橫軸的交點為短路電流I=2.86A

,此實驗原理無誤差。
13. 5 a 2.9 0.80
【詳解】①[1]因為電源內(nèi)阻較小,故對于電源來說應(yīng)該采用電流表外接法,圖中采用的是電流表內(nèi)接;故導(dǎo)線5連接不當,應(yīng)該從電壓表正接線柱接到電流表正接線柱;
②[2]開始實驗前應(yīng)該讓滑動變阻器連入電路阻值最大,故應(yīng)將滑片置于a端;
③[3][4]由圖線可知圖線與縱軸的交點即為電源電動勢,故E=2.9V;圖線與橫軸的交點為短路電流I=0.50A,故可得等效內(nèi)阻為
又因為在開關(guān)和電池負極之間接有的電阻,在計算過程中等效為內(nèi)阻,故電源內(nèi)阻為
14. 1.46(1.45~1.47均可) 0.64(0.63~0.67均可)
【詳解】(1)[1]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
將題干中得圖線延長與橫縱軸分別相交,如圖
可知圖像與縱軸交點即為電動勢,即
[2]圖像斜率的絕對值為電源內(nèi)阻,即
(2)[3]電流表量程太小,使用電阻箱和電壓表代替電流表進行測量,電路圖如圖
根據(jù)閉合電路歐姆定律
變形得
繪制圖像,可知圖像斜率為,與縱軸截距為,從而求解電動勢和內(nèi)阻;
也可以通過電阻箱改裝電流表,擴大電流表得量程,實現(xiàn)電流得測量,電路圖如圖
I為改變量程之后的電流表示數(shù),根據(jù)閉合電路歐姆定律
可以繪制圖像求解電動勢和內(nèi)阻。
15.
【詳解】(2)[1]開關(guān)閉合前,為了保護電路中的元件,應(yīng)將電阻絲的最大阻值接入電路,根據(jù)電阻定律可知電阻絲接入越長,接入電阻越大,金屬夾應(yīng)夾在電阻絲的端。
(4)[2]設(shè)圓心角為時,電阻絲接入電路中的電阻為,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知
整理得
結(jié)合圖象的斜率和截距滿足
,
解得電源電動勢和內(nèi)阻為
(5)[3]實驗器材中有定值電阻和單刀雙擲開關(guān),考慮使用等效法測量電阻絲電阻,如圖
原理的簡單說明:
① 將開關(guān)置于位置,讀出電流表示數(shù);
② 將開關(guān)置于電阻絲處,調(diào)節(jié)電阻絲的角度,直到電流表示數(shù)為,讀出此時角度θ ;
③ 此時,即可求得的數(shù)值。

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