2024年高考物理實驗測定電源的電動勢和內(nèi)阻針對訓(xùn)練含解析

《試驗：測定電源的電動勢和內(nèi)阻》針對訓(xùn)練1．某試驗小組利用電壓表和電阻箱測量電源的電動勢和內(nèi)阻（1）請在虛線框中畫出試驗的電路圖。（2）試驗的主要步驟如下：①檢查并調(diào)整電壓表指針指零，將開關(guān)S斷開，依據(jù)電路圖連線。②調(diào)整電阻箱R的阻值至________。③將開關(guān)S閉合，漸漸調(diào)整電阻箱的阻值使電壓表指針有足夠的偏轉(zhuǎn)，登記此時電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U。④變更電阻箱的阻值，測出幾組U及R的數(shù)據(jù)，作出eq\f(1,R)－eq\f(1,U)的圖線如圖所示（單位為國際單位制單位）。（3）由作出的eq\f(1,R)－eq\f(1,U)圖線可求得電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）見解析（2）最大值（3）3.3V【解析】（1）（2）為了愛護(hù)電路，電阻箱的阻值應(yīng)調(diào)為最大值。（3）由閉合電路歐姆定律E＝U＋eq\f(U,R)r，得到eq\f(1,R)＝eq\f(E,r)·eq\f(1,U)－eq\f(1,r)，由圖象在縱軸上截距的肯定值得內(nèi)阻r＝1.0Ω，由圖象斜率可得電動勢E＝3.3V。2．用圖所示的電路測定一種特別電池的電動勢和內(nèi)阻，它的電動勢E約為8V，內(nèi)阻r約為30Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為40mA。為防止調(diào)整滑動變阻器時造成短路，電路中用了一個定值電阻充當(dāng)愛護(hù)電阻，除待測電池外，可供運用的試驗器材還有：A．電流表A0Ω、額定電流為1A）；G．導(dǎo)線和單刀單擲開關(guān)若干。（1）為了電路平安及便于操作，定值電阻應(yīng)當(dāng)選________；滑動變阻器應(yīng)當(dāng)選________。（填寫器材名稱）（2）接入符合要求的用電器后，閉合開關(guān)S，調(diào)滑動變阻器的阻值，讀取電壓表和電流表的示數(shù)。取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖所示的圖線。依據(jù)圖線得出該電池的電動勢E為________V，內(nèi)阻r為________Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）若所給電壓表已被損壞，其他器材均可運用。重新選擇器材，設(shè)計電路測定該電池電動勢和內(nèi)阻。請在虛線框中畫出設(shè)計的電路圖并在上面標(biāo)明選定器材的名稱?！敬鸢浮浚?）R2R4（2）7.8V29Ω（3）見解析【解析】（1）電壓表量程為6V，電池允許輸出的最大電流為40mA，故滑動變阻器接入電路電阻必大于150Ω，所以滑動變阻器應(yīng)選R4，愛護(hù)電阻至少要分壓2V，當(dāng)電壓表示數(shù)為零時，愛護(hù)電阻要分壓8V，所以愛護(hù)電阻應(yīng)選阻值為200Ω的R2。（2）圖線縱軸截距為電池電動勢，可得E＝7.8V。圖線的斜率k＝R2＋r＝eq\f(7.80－0.00,0.034－0.00)Ω＝229Ω，得r＝29Ω。（3）電壓表損壞，至少要測量2次，依據(jù)所供應(yīng)器材，可以考慮用2個單刀單擲開關(guān)變更電路總電阻，測出對應(yīng)電流，得出電池內(nèi)阻和電動勢，所以設(shè)計如圖所示電路。3．甲同學(xué)采納如圖所示的電路測定電源的電動勢和內(nèi)電阻。供應(yīng)的器材：電壓表（0～3V）、電流表（0～0.6A）及滑動變阻器R、電鍵S、導(dǎo)線。（1）連好電路后，當(dāng)該同學(xué)閉合電鍵S，發(fā)覺電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0.檢查各接線柱均未接錯，接觸良好，且電路未發(fā)生短路；他用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接ab、bc和de時，示數(shù)均為0，把兩表筆接cd時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷故障是____________________________。（2）解除故障后，該同學(xué)順當(dāng)完成試驗數(shù)據(jù)的測量，如下表所示。并依據(jù)數(shù)據(jù)在空白的坐標(biāo)紙上作出如圖所示的U－I圖線，該圖存在多處不妥之處，請指出。（指出兩處不妥之處）I/A0.100.200.300.400.500.60U/V2.932.872.852.772.752.70①__________________________________________________；②__________________________________________________。該同學(xué)依據(jù)上表數(shù)據(jù)可測出電源的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω。（3）為了在試驗中愛護(hù)電流表和調(diào)整電阻時使電壓表、電流表的示數(shù)變更均明顯，乙同學(xué)對甲同學(xué)的試驗進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計了如圖所示的電路，電路中電阻R0應(yīng)當(dāng)選取下列備選電阻中的哪一個？_____。A．1ΩB．5ΩC．10ΩD．20Ω【答案】（1）斷路（2）U軸坐標(biāo)起點的選取從0起先明顯不妥；建立坐標(biāo)系時沒有標(biāo)明單位也是不妥2.98V，0.50Ω（3）B【解析】（1）發(fā)覺電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0，電流表或R處斷路，用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接a、b，b、c，d、e時，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，知滑動變阻器R斷路。（2）由題圖可知，圖線幾乎分布在一個很小的區(qū)域內(nèi)，緣由是電壓U的取值范圍在2.70～3.00V之間，而U軸坐標(biāo)起點的選取從0起先明顯不妥；此外該同學(xué)建立坐標(biāo)系時沒有標(biāo)明單位也是不妥；還有畫圖線時應(yīng)盡量使更多的點落在直線上，不在直線上的點應(yīng)盡量對稱分布在直線的兩側(cè)，偏離直線太遠(yuǎn)的點應(yīng)去掉，該同學(xué)作圖時沒有將不在直線上的點勻稱分布在直線兩側(cè)也是不妥。依據(jù)閉合電路歐姆定律可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點表示電源的電動勢，圖線的斜率的肯定值表示內(nèi)阻，則可知E＝2.98V，內(nèi)阻r＝eq\f(2.98－2.68,0.6)Ω＝0.50Ω。（3）愛護(hù)電阻R0應(yīng)大約為R0＝eq\f(3,0.6)Ω＝5Ω，所以B選項正確。4．用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組（電動勢約4.5V，內(nèi)電阻約1Ω）的電動勢和內(nèi)電阻，除待測電池組、電鍵、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：A．電流表：量程0.6A，內(nèi)電阻約1ΩB．電流表：量程3A，內(nèi)電阻約0.2ΩC．電壓表：量程3V，內(nèi)電阻約30kΩD．電壓表：量程6V，內(nèi)電阻約60kΩE．滑動變阻器：0～1000Ω，額定電流0.5AF．滑動變阻器：0～20Ω，額定電流2A（1）為了使測量結(jié)果盡量精確，電流表應(yīng)選用_____，電壓表應(yīng)選用____，滑動變阻器應(yīng)選用_____（均填儀器的字母代號）。（2）圖為正確選擇儀器后，連好的部分電路．為了使測量誤差盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將_______和_______相連、________和________相連、________和_______相連（均填儀器上接線柱的字母代號）。（3）試驗時發(fā)覺電流表壞了，于是不再運用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成試驗。試驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U。用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，則可以_______為縱坐標(biāo)，以_______為橫坐標(biāo)?！敬鸢浮浚?）ADF（2）adcgfh（3）eq\f(1,U)eq\f(1,R)（或Ueq\f(U,R)或eq\f(R,U)R）【解析】（1）因三節(jié)干電池的電動勢約為4.5V，故電壓表應(yīng)選D；因干電池放電電流不宜超過0.5A，故電流表應(yīng)選A；由電壓表和電流表的測量范圍可知滑動變阻器選用F即可。（2）本試驗的試驗電路應(yīng)如圖所示。為了連接成如圖所示的試驗電路，還須要用導(dǎo)線將a與d、c與g、f與h相連。（3）試驗時，電流表不再運用，電阻箱代替滑動變阻器，試驗電路圖如圖所示。依據(jù)閉合電路歐姆定律得U＋eq\f(U,R)r＝E，整理可得三種狀況：a．eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，以eq\f(1,U)為縱坐標(biāo)，eq\f(1,R)為橫坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中圖象為一條直線；b．U＝E－r·eq\f(U,R)，以U為縱坐標(biāo)，eq\f(U,R)為橫坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中圖象為一條直線；c．eq\f(R,U)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(r,E)，以eq\f(R,U)為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中圖象為一條直線。5．在測量一節(jié)干電池電動勢E和內(nèi)阻r試驗中，小明設(shè)計了如圖甲所示的試驗電路。（1）依據(jù)圖甲試驗電路，請在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接。（2）試驗起先前，應(yīng)先將滑動變阻器的滑片P移至______（選填“a”或“b”）端。（3）合上開關(guān)S1，S2接圖甲中的1位置，變更滑動變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù)；S2改接圖甲中的2位置，變更滑動變阻器阻值，再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對應(yīng)的電流表示數(shù)。在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點作出電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖象，如圖丙所示，兩直線與縱軸的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB。①S2接1位置時，作出的U－I圖線是圖丙中的________（選填“A”或“B”）線；②S2接1位置時，測出的電池電動勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，緣由是________表（選填“電壓”或“電流”）的示數(shù)偏_____（選填“大”或“小”）?！敬鸢浮浚?）見解析圖（2）a（3）①B②電流偏小【解析】（1）實物連線圖如圖所示（2）為愛護(hù)電流表，試驗起先前，應(yīng)將滑片P移至電阻最大的a端。（3）①當(dāng)S2接1位置時，可把電壓表與電源看做一個等效電源，依據(jù)閉合電路歐姆定律E＝U斷可知，電動勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實值，所以作出的U－I圖線應(yīng)是B線；②測出的電池電動勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，緣由是電壓表的分流，結(jié)果使電流表的示數(shù)偏小。6．小明利用如圖所示的試驗裝置測量一干電池的電動勢和內(nèi)阻。（1）圖中電流表的示數(shù)為________A。（2）調(diào)整滑動變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下：請依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上作出U－I圖線（如圖）。由圖線求得：電動勢E＝____V；內(nèi)阻r＝_____Ω。U（V）1.451.361.271.161.06I（A）0.120.200.280.360.44（3）試驗時，小明進(jìn)行了多次測量，花費了較長時間，測量期間始終保持電路閉合。其實，從試驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為_____?！敬鸢浮浚?）0.44（2）U－I圖象見解析圖1.60（1.58～1.62都算對）1.22（1.18～1.26都算對）（3）干電池長時間運用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變更，導(dǎo)致試驗誤差增大。【解析】（1）由試驗裝置圖可知，電流表運用0.6A量程，所以讀數(shù)為0.44A。（2）描點作圖，如圖所示。依據(jù)U＝－Ir＋E可得電動勢為E＝1.60V；圖線斜率的肯定值等于內(nèi)阻r＝1.22Ω；（3）干電池長時間運用后，電動勢和內(nèi)阻會發(fā)生變更，導(dǎo)致試驗誤差增大。7．依據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖所示電路可以測定電池的電動勢和內(nèi)電阻。圖中R0是定值電阻，通過變更R的阻值，測出R0兩端的對應(yīng)電壓U12，對所得的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以實現(xiàn)測量目的，依據(jù)試驗數(shù)據(jù)在eq\f(1,U12)－R坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點，如圖所示。已知R0＝150Ω，請完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。（1）圖中電阻為________Ω的數(shù)據(jù)點應(yīng)剔除；（2）在坐標(biāo)紙上畫出eq\f(1,U12)－R的關(guān)系圖線；（3）圖線的斜率是________（V－1·Ω－1），由此可得電池電動勢Ex＝________V?！敬鸢浮浚?）80.0（2）見解析圖（3）4.44×10－31.50【解析】（1）由閉合電路歐姆定律可知：Ex＝eq\f(U12,R0)（R＋r）＋U12即eq\f(1,U12)＝eq\f(1,ExR0)R＋eq\f(1,Ex)（1+）由此可知eq\f(1,U12)－R關(guān)系圖線是一條直線。電阻R＝80.0Ω的點不落在直線上，應(yīng)剔除。（2）畫出eq\f(1,U12)－R的關(guān)系圖線如圖所示。（3）斜率k＝eq\f(1.52－0.72,180)V－1·Ω－1＝4.44×10－3V－1·Ω－1。8．某同學(xué)為了測量一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，從試驗室找到以下器材：一個滿偏電流為100μA、內(nèi)阻為2500Ω的表頭，一個開關(guān)，兩個電阻箱（0～999.9Ω）和若干導(dǎo)線。（1）由于表頭量程偏小，該同學(xué)首先需將表頭改裝成量程為50mA的電流表，則應(yīng)將表頭與電阻箱_____（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），并將該電阻箱阻值調(diào)為___Ω。（2）接著該同學(xué)用改裝的電流表對電池的電動勢及內(nèi)阻進(jìn)行測量，試驗電路如圖所示，通過變更電阻R測相應(yīng)的電流I，且作相關(guān)計算后一并記錄如下表。123456R/Ω95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20①依據(jù)表中數(shù)據(jù)，圖中已描繪出四個點，請將第5、6兩組數(shù)據(jù)也描繪在圖中，并畫出IR－I圖線；②依據(jù)圖線可得電池的電動勢E是______V，內(nèi)阻r是______Ω。【答案】（1）并聯(lián)5.0（2）①見解析圖②1.532.0【解析】（1）要將電流表量程擴大，須要并聯(lián)電阻，由并聯(lián)電路特點：I＝Ig＋eq\f(IgRg,R)，將I＝50mA，Ig＝100μA，Rg＝2500Ω代入解得R＝5.0Ω。（2）①作IR－I圖線，如圖所示。②依據(jù)試驗電路知，IR表示電源的路端電壓，I表示電路的電流，故IR－I圖線的縱軸截距即為電池的電動勢，則E＝1.53V，圖線斜率的肯定值減去改裝后的電流表阻值即為電池的內(nèi)阻，則r＝2.0Ω。9．某同學(xué)用如圖所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內(nèi)阻r，R為電阻箱。干電池的工作電流不宜超過0.5A。試驗室供應(yīng)的器材如下：電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）；電阻箱（阻值范圍0～999.9Ω）；開關(guān)、導(dǎo)線若干。（1）請依據(jù)圖的電路圖在圖中畫出連線，將器材連接成試驗電路。（2）試驗時，變更電阻箱R值，記錄電壓表的示數(shù)U，得到若干組R、U的數(shù)據(jù)。依據(jù)試驗數(shù)據(jù)繪出如圖所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線。由圖象得出電池組的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝______Ω。（3）關(guān)于這個試驗中存在的誤差以及減小誤差的各種方法，下列說法正確的是A．電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差B．該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差C．本試驗用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差D．假如將電壓表的內(nèi)阻計算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差【答案】（1）見解析（2）2.86（2.85～2.87均可）6.07（6.06～6.08均可）（3）CD【解析】（1）如圖所示（2）依據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝U＋eq\f(Ur,R)，變換為eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，結(jié)合圖象可得圖線斜率eq\f(r,E)＝eq\f(0.85,0.40)＝2.125，圖線在縱軸上截距eq\f(1,E)＝0.35，解得電動勢E≈2.86V，內(nèi)阻r≈6.07Ω。（3）電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，選項A錯誤；該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差，選項B錯誤。10．利用如圖所示電路，可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻，所用的試驗器材有：待測電源，電阻箱R（最大阻值為999.9Ω），電阻R0（阻值為3.0Ω），電阻R1（阻值為3.0Ω），電流表（量程為200mA，內(nèi)阻為RA＝6.0Ω），開關(guān)S。試驗步驟如下：①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；②多次調(diào)整電阻箱，登記電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R；③以eq\f(1,I)為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作eq\f(1,I)－R圖線（用直線擬合）；④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b?；卮鹣铝袉栴}：（1）分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則eq\f(1,I)與R的關(guān)系式為___。（2）試驗得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R＝3.0Ω時電流表的示數(shù)如圖所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表。答：①__________，②__________。R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077eq\f(1,I)/A－16.998.00②10.011.011.913.0（3）在圖的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整并作圖，依據(jù)圖線求得斜率k＝______A－1·Ω－1，截距b＝______A－1。（4）依據(jù)圖線求得電源電動勢E＝_____V，內(nèi)阻r＝______Ω?！敬鸢浮浚?）eq\f(1,I)＝eq\f(15＋3r,E)＋eq\f(3,E)R（2）0.1109.09（3）圖見解析1.0（0.96～1.04）6.0（5.9～6.1）（4）3.0（2.7～3.3）1.0（0.6～1.4）【解析】（1）由閉合電路歐姆定律可知E＝3I（r＋R0＋R＋eq\f(RA·R1,RA＋R1)），所以eq\f(1,I)＝eq\f(3,E)（r＋R0＋R＋eq\f(RA·R1,RA＋R1)）＝eq\f(15＋3r,E)＋eq\f(3,E)R。（2）依據(jù)題圖得，電流表讀數(shù)I＝110mA＝0.110A，所以eq\f(1,I)≈9.09A－1。（3）描點作圖，直線的斜率為k＝1.0A－1·Ω－1，截距為b＝6.0A－1。（4）依據(jù)函數(shù)關(guān)系eq\f(1,I)＝eq\f(15＋3r,E)＋eq\f(3,E)R可得，截距eq\f(15＋3r,E)＝6.0A－1，斜率eq\f(3,E)＝1.0A－1·Ω－1，由此得E＝3.0V，r＝1.0Ω.結(jié)合eq\f(1,U12)＝eq\f(1,ExR0)R＋eq\f(1,Ex)（1＋eq\f(r,R0)）可知：eq\f(1,ExR0)＝4.44×10－3所以Ex＝1.50V。11．用如圖所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)整滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起愛護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供運用的試驗器材還有：a、電流表，量程0.6A、3A；b、電壓表，量程3V、15V；c、定值電阻，阻值1Ω、額定功率5W；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2A；f、滑動變阻器，阻值范圍0～100Ω、額定電流1A。那么（1）要正確完成試驗，電壓表的量程應(yīng)選擇________V，電流表的量程應(yīng)選擇________A；R0應(yīng)選擇________Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是______Ω的滑動變阻器。（2）引起該試驗系統(tǒng)誤差的主要緣由是______________________________?！敬鸢浮浚?）30.610～10（2）電壓表的分流【解析】（1）由于電源是一節(jié)干電池（約1.5V），所以選量程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般為幾歐，加上愛護(hù)電阻，最大電流也在1.0A以下，小于量程3A的eq\f(1,3)，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內(nèi)阻較小，愛護(hù)電阻不宜太大，選1Ω的即可，否則會使電流表、電壓表讀數(shù)范圍較小，造成較大的誤差；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就能很好地限制電路中的電流和電壓，因此取0～10Ω范圍。（2）由于電壓表的分流作用，使電流表讀數(shù)總是比干路電流小，造成E測<E真，r測<r真。12．某探討性學(xué)習(xí)小組采納如圖所示的電路測量某干電池的電動勢E和內(nèi)阻r，R為電阻箱，V為志向電壓表，其量程略大于電池的電動勢。試驗中通過多次變更電阻箱的阻值R，從電壓表上讀出相應(yīng)的示數(shù)U，該小組同學(xué)發(fā)覺U與R不成線性關(guān)系，于是求出了相應(yīng)的電阻與電壓的倒數(shù)如下表所示。序號12345671/R（Ω－1）0.10.40.51.02.02.55.01/U（V－1）0.360.440.430.600.871.001.58回答下列問題：（1）依據(jù)表中的數(shù)據(jù)和試驗原理，你認(rèn)為第_____（填序號）組數(shù)據(jù)是錯誤的，緣由是________________。（2）依據(jù)試驗數(shù)據(jù)，請在圖所給的坐標(biāo)系中繪出eq\f(1,U)–－eq\f(1,R)關(guān)系圖線。（3）由圖線可知，該干電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）3隨著電阻的減小路端電壓應(yīng)漸漸減小（2）見解析圖（3）2.90.71【解析】（1）依據(jù)E＝U＋eq\f(U,R)r，得eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，知eq\f(1,R)變大，eq\f(1,U)就變大，故第3組數(shù)據(jù)錯誤。（2）依據(jù)給定的各組eq\f(1,R)、eq\f(1,U)值在坐標(biāo)系中描出位置，然后依據(jù)這些位置作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線，如圖所示。（3）依據(jù)eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)知，縱軸截距是電動勢的倒數(shù)，斜率是eq\f(r,E)，有eq\f(1,E)＝0.35，eq\f(r,E) ＝eq\f(1.58－0.35,5.0－0)，得E≈2.9V，r≈0.71Ω。13．某個試驗小組認(rèn)為用一只已知內(nèi)阻的電流表和電阻箱，采納如圖甲所示的電路測電源電動勢與內(nèi)阻，比常規(guī)的伏安法更精確。若電流表內(nèi)阻阻值為RA，則測量的方法與步驟是：（1）將電阻箱阻值R調(diào)到最大，閉合S后視察電流表示數(shù)，然后再調(diào)整電阻箱，使電流表示數(shù)指到某兩個恰當(dāng)?shù)闹?，登記此時電阻箱的阻值R1、R2及對應(yīng)的電流I1、I2；（2）依據(jù)以上的數(shù)據(jù)及閉合電路歐姆定律，建立方程組，即可求出電源的電動勢E與內(nèi)阻r。該方程組的表達(dá)式是：_______、________。該試驗小組現(xiàn)在手頭只有一個電流表，只知其內(nèi)阻很小，卻不知詳細(xì)阻值。為了測出該電流表的內(nèi)阻，她們找來了如圖乙所示兩節(jié)干電池等試驗器材。請你用筆畫線將圖中的實物連接成能測出電流表內(nèi)阻的電路。留意滑動變阻器串聯(lián)接入電路起限流作用，開關(guān)閉合前其阻值應(yīng)______?！敬鸢浮縀＝I1（R1＋RA＋r）E＝I2（R2＋RA＋r）連線如圖調(diào)至最大【解析】依據(jù)題圖示電路，利用閉合電路歐姆定律可得：E＝I1（R1＋RA＋r）、E＝I2（R2＋RA＋r）；兩節(jié)干電池的電動勢大約為3V，電流表應(yīng)選0.6A量程，在連接電路時，本著先串后并的原則進(jìn)行。14．某同學(xué)在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻的試驗中，串聯(lián)了一只2.5Ω的愛護(hù)電阻R0，試驗電路如圖所示。（1）連好電路后，當(dāng)該同學(xué)閉合電鍵時，發(fā)覺電流表示數(shù)為0，電壓表示數(shù)不為0.檢查各接線柱均未接錯，接觸良好且未發(fā)生短路；他用多用電表的電壓擋檢查電路，把兩表筆分別接a、b，b、c，d、e時，示數(shù)均為0，把兩表筆接c、d時，示數(shù)與電壓表示數(shù)相同，由此可推斷故障是________。（2）在圖中按電路原理圖及用多用電表的電壓擋檢查電路時，把兩表筆分別接c、d時的實物電路圖，以筆畫線代替導(dǎo)線連接起來。（3）解除故障后，該同學(xué)順當(dāng)完成試驗，測定得到下列數(shù)據(jù)，依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中的坐標(biāo)上畫出U–I圖線，由圖線知：電池的電動勢為_______，內(nèi)阻為________?！敬鸢浮浚?）R斷路（2）如圖甲所示（3）如圖乙所示1.50V（1.41～1.51V均可）0.5Ω（0.5～0.7Ω均可）【解析】（1）用電壓表檢測c、d時，電壓表有示數(shù)，說明有電流通過電壓表，但沒有電流通過多用電表所并聯(lián)的電路，說明多用電表所并聯(lián)的電路發(fā)生斷路故障。由已知條件可知，是滑動變阻器R發(fā)生故障。（3）電源的伏安特性曲線為直線，使直線通過盡量多的數(shù)據(jù)點，其他點勻稱分布在線的兩側(cè)．由U＝E－I（r＋R0）可知，縱軸截距表示電動勢，則E＝1.50V，斜率肯定值表示r＋R0，則：r＋R0＝eq\f(1.50－0.20,0.43)Ω＝3.0Ω，則r＝0.5Ω。15．利用如圖所示的試驗裝置測量兩節(jié)干電池組成的電源的電動勢和內(nèi)電阻。（1）請在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接。（2）在試驗操作正確的狀況下測得數(shù)據(jù)記錄在下表中，請在圖中作出U－I圖象。U/V2.942.862.812.762.712.62I/A0.060.120.180.240.300.38（3）依據(jù)U－I圖象，可得該電池組的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（4）本試驗存在系統(tǒng)誤差，緣由是________（選填“①電壓表分流”或“②電流表分壓”前面的序號），由此造成電源內(nèi)阻測量值________（選填“大于”“小于”或“等于”）真實值。【答案】（1）見解析圖（2）見解析圖（3）3.01.0（4）①小于【解析】（1）測電源的電動勢和內(nèi)電阻，電流表應(yīng)相對電源外接，實物連接圖如圖甲所示：（2）在U－I坐標(biāo)系內(nèi)，描點連線，如圖乙所示：（3）由U＝E－Ir可知，圖象在縱軸的截距等于電源電動勢，斜率的肯定值等于內(nèi)阻．故E＝3.0V，r＝1.0Ω。（4）本試驗存在系統(tǒng)誤差，緣由是電壓表分流，使得電流表示數(shù)小于干路電流；外電路短路時，電壓表分流為零，實際電流等于電流表電流，電壓越大，電壓表分流越多，實際電流大于電流表電流越多，圖象斜率的肯定值將越大，因此電源內(nèi)阻測量值小于真實值。16．在“測電源電動勢和內(nèi)阻”的試驗中，某試驗小組同學(xué)依據(jù)圖甲電路進(jìn)行測量試驗。（1）依據(jù)圖甲電路，在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實物電路的連接。（2）試驗小組同學(xué)操作正確，記錄下幾組電壓表和電流表的示數(shù)，并在坐標(biāo)系內(nèi)作出電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖象，如圖（a）所示．由圖象可測得E測和r測，則E測____E真，r測______r真（均選填“>”“＝”或“<”）。（3）為了減小系統(tǒng)誤差，同學(xué)們又依據(jù)圖（b）電路進(jìn)行測量。同樣作出U－I圖象，如圖（c）所示。經(jīng)過探討發(fā)覺，利用圖（a）和圖（c）可以消退系統(tǒng)誤差得出電源的電動勢和內(nèi)阻的真實值，則E真＝________，r真＝________?！敬鸢浮浚?）見解析圖（2）<<（3）UBeq\f(UB,IA)【解析】（1）測量電源的電動勢和內(nèi)阻時，電流表采納內(nèi)接法，滑動變阻器采納限流式接法，實物連線如圖：（2）當(dāng)采納電流表內(nèi)接法時，誤差緣由為電壓表分流導(dǎo)致電流表測量的總電流偏小，可把電壓表與電源看成一個等效電源，依據(jù)閉合電路歐姆定律可知E測＝eq\f(E真·RV,RV＋r真)＜E真，r測＝eq\f(RV·r真,RV＋r真)＜r真，即電動勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實值。（3）當(dāng)采納電流表外接法時，誤差緣由為電流表分壓導(dǎo)致電壓表測量外電壓偏小，可把電流表與電源看成一個等效電源，E測＝E真，r測＝r真＋RA＞r真，綜合兩種接法的誤差可知電流表的外接法電動勢是精確的，E真＝UB，而電流表內(nèi)接法時若電壓表示數(shù)為零，代表外電路短路，由題圖（a）可知真實的短路電流為IA＝eq\f(E真,r真)，可得r真＝eq\f(UB,IA)。17．為了測定電源電動勢E、內(nèi)電阻r的大小并同時描繪出小燈泡的伏安特性曲線，某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路。閉合開關(guān)，調(diào)整電阻箱的阻值，同時記錄電阻箱的阻值R，電壓表V1的示數(shù)U1，電壓表V2的示數(shù)U2。依據(jù)記錄數(shù)據(jù)計算出流過電阻箱的電流I，分別描繪了a、b兩條U－I圖線，如圖乙所示。請回答下列問題：（1）寫出流過電阻箱的電流I的表達(dá)式：________；（2）小燈泡兩端電壓隨電流變更的圖象是________（選填“a”或“b”）；（3）依據(jù)圖乙可以求得電源的電動勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω，該電路中小燈泡消耗的最大功率為________W?！敬鸢浮浚?）I＝eq\f(U2－U1,R)（2）b（3）3.02.01.0【解析】（1）首先要明白電路的組成：電源、開關(guān)、電阻箱、燈泡串聯(lián)成閉合回路，電壓表V1測燈泡兩端電壓，電壓表V2測路端電壓．電阻箱兩端電壓為U＝U2－U1，電阻箱阻值為R，所以流過電阻箱的電流I＝eq\f(U2－U1,R)；（2）小燈泡兩端電壓隨電流的增大而增大，所以選圖線b；圖線a為電源路端電壓隨電路中電流變更的關(guān)系圖線；（3）圖線a與縱軸的交點為電源的電動勢3.0V，圖線a的斜率為電源的內(nèi)阻r＝2.0Ω，圖線a、b的交點表示U1＝U2，即電阻箱的阻值為0，此時小燈泡消耗的功率最大，P＝UI＝1.0W。18．一同學(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)正打算接入最終一根導(dǎo)線（圖中虛線所示）時的試驗電路。請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處________；________。（2）試驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的eq\f(1,I)數(shù)據(jù)見下表：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26eq\f(1,I)/A－16.75.95.34.53.8依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖的方格紙上作出R－eq\f(1,I)關(guān)系圖象。由圖象可計算出該干電池的電動勢為________V；內(nèi)阻為________Ω。（3）為了得到更精確的測量結(jié)果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調(diào)整電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33A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?！敬鸢浮浚?）開關(guān)未斷開電阻箱阻值為零（2）見解析圖1.34（1.30～1.44都算對）1.2（1.0～1.4都算對）（3）1.34[結(jié)果與（2）問第一個空格一樣]1.0[結(jié)果比（2）問其次個空格小0.2]【解析】（1）在電學(xué)試驗中，連接電路時應(yīng)將開關(guān)斷開，電阻箱的阻值調(diào)為最大，確保試驗儀器、儀表的平安。（2）依據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝I（R＋r）即R＝eq\f(E,I)－r＝E·eq\f(1,I)－r，即R－eq\f(1,I)圖象為直線．。描點連線后圖象如圖所示。依據(jù)圖象可知r＝1.2Ω，圖象的斜率為電動勢E，在R－eq\f(1,I)圖象上取兩點（2，1.59）、（5，5.61）則E＝eq\f(5.61－1.59,5－2)V＝1.34V。（3）依據(jù)歐姆定律，得電流表的內(nèi)阻rA＝eq\f(U,I)＝eq\f(66×10－3,0.33)Ω＝0.2Ω，該干電池的內(nèi)阻應(yīng)為r′＝r－rA＝1.0ΩR－eq\f(1,I)圖象的斜率仍為電動勢E，即E＝1.34V。19．現(xiàn)要測量某電源的電動勢和內(nèi)阻?？衫玫钠鞑挠校弘娏鞅恚瑑?nèi)阻為1.00Ω；電壓表；阻值未知的定值電阻R1、R2、R3、R4、R5；開關(guān)S；一端連有鱷魚夾P的導(dǎo)線1，其他導(dǎo)線若干。某同學(xué)設(shè)計的測量電路如圖所示。（1）按上圖在下圖中畫出連線，并標(biāo)出導(dǎo)線1和其P端。（2）測量時，變更鱷魚夾P所夾的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入電路，記錄對應(yīng)的電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I。數(shù)據(jù)如下表所示。依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在下圖中的坐標(biāo)紙上將所缺數(shù)據(jù)點補充完整，并畫出U－I圖線。I（mA）1931531116930U（V）2.512.592.682.762.84（3）依據(jù)U－I圖線求出電源的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。（保留2位小數(shù)）【答案】（1）見解析（2）見解析（3）2.901.03【解析】（1）依據(jù)試驗原理圖進(jìn)行實物圖連線，如圖所示。（2）依據(jù)所給數(shù)據(jù)，描點連線，如圖所示。（3）在U－I圖象中，圖線與縱軸的交點坐標(biāo)等于電源的電動勢，即E＝2.90V；圖線的斜率大小等于電源的內(nèi)阻和電流表內(nèi)阻之和，則r＝1.03Ω。20．某課外小組在參觀工廠時，看到一丟棄不用的電池，同學(xué)們想用物理上學(xué)到的學(xué)問來測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，已知這個電池的電動勢約為11～13V，內(nèi)阻小于3Ω，由于直流電壓表量程只有3V，須要將這只電壓表通過連接一固定電阻（用電阻箱代替），改裝為量程為15V的電壓表，然后再用伏安法測電池的電動勢和內(nèi)阻，以下是他們的試驗操作過程：（1）把電壓表量程擴大，試驗電路如圖甲所示，試驗步驟如下，完成填空。第一步：按電路圖連接實物其次步：把滑動變阻器滑片移到最右端，把電阻箱阻值調(diào)到零第三步：閉合開關(guān)，把滑動變阻器滑片調(diào)到適當(dāng)位置，使電壓表讀數(shù)為3V第四步：把電阻箱阻值調(diào)到適當(dāng)值，使電壓表讀數(shù)為________V第五步：不再變更電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯(lián)，撤去其他線路，即得量程為15V的電壓表。（2）試驗可供選擇的器材有：A．電壓表（量程為3V，內(nèi)阻約2kΩ）B．電流表（量程為3A，內(nèi)阻約0.1Ω）C．電阻箱（阻值范圍0～9999Ω）D．電阻箱（阻值范圍0～999Ω）E．滑動變阻器（阻值為0～20Ω，額定電流2A）F．滑動變阻器（阻值為0～20kΩ，額定電流0.2A）電阻箱應(yīng)選________，滑動變阻器應(yīng)選________。（3）用該擴大了量程的電壓表（電壓表的表盤沒變），測電池電動勢E和內(nèi)阻r，試驗電路如圖乙所示，得到多組電壓U和電流I的值，并作出U－I圖線如圖丙所示，可知電池的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω?！敬鸢浮浚?）0.6（2）CE（3）11.52.5【解析】（1）將3V電壓表改裝成15V電壓表，串聯(lián)電阻箱后的總內(nèi)阻為原來電壓表內(nèi)阻的5倍，由于滑動變阻器位置不變，分壓部分的兩端電壓仍為3V，此時電壓表兩端的電壓為0.6V。（2）改裝電壓表須要串聯(lián)大電阻，電阻箱選C；由于用分壓電路，滑動變阻器選E。（3）由于電壓表改裝后量程擴大5倍，將圖丙的縱截距擴大5倍，即可依據(jù)縱軸截距得電池的電動勢為11.5V，由圖線斜率的肯定值可求電池的內(nèi)阻為2.5Ω。21．測定一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，電路如圖甲所示，MN為一段粗細(xì)勻稱、電阻率較大的電阻絲，定值電阻R0＝1.0Ω.調(diào)整滑片P，記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I及對應(yīng)的PN長度x，繪制了U－I圖象如圖乙所示。（1）由圖乙求得電池的電動勢E＝________V，內(nèi)阻r＝________Ω。（2）試驗中由于電表內(nèi)阻的影響，電動勢測量值________其真實值（選填“大于”“等于”或“小于”）。（3）依據(jù)試驗數(shù)據(jù)可繪出eq\f(U,I)－x圖象，如圖丙所示。圖象斜率為k，電阻絲橫截面積為S，可求得電阻絲的電阻率ρ＝________，電源內(nèi)阻對電阻率的測量________（選填“有”或“沒有”）影響?！敬鸢浮浚?）1.50.5（2）小于（3）kS沒有【解析】（1）由閉合電路歐姆定律可知：U＝E－I（r＋R0），則可知，題圖乙中的圖象與縱坐標(biāo)的交點表示電動勢，故E＝1.5V；圖象的斜率表示等效內(nèi)電阻，則r＋R0＝eq\f(1.5－1.2,0.20)Ω＝1.5Ω；解得：r＝1.5Ω－1.0Ω＝0.5Ω；（2）由題圖乙可知，伏安法測電阻相對于電源來說采納電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值偏小，當(dāng)外電路短路時，電流測量值等于真實值，電源的U－I圖象如圖所示，由圖象可知，電動勢測量值小于真實值，電源內(nèi)阻測量值小于真實值，（3）依據(jù)歐姆定律可知，電阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ρx,S)，則可知k＝eq\f(ρ,S)，解得：ρ＝kS；若考慮電源內(nèi)阻，圖象的斜率不變，所以電源內(nèi)阻對電阻率的測量沒有影響。22．測量某電源電動勢和內(nèi)阻，供應(yīng)如下試驗器材：A．待測電源（電動勢約12V、內(nèi)阻約1Ω、最大允許電流2A）B．電流表A（量程1A）C．電流表G（量程1mA、內(nèi)阻約50Ω）D．電阻箱（0～99999.9Ω）E．滑動變阻器（0～20kΩ）F．滑動變阻器（0～1kΩ）H．滑動變阻器（0～50Ω）J．定值電阻（阻值5Ω）K．定值電阻（阻值100Ω）L．開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）將電流表G改裝成電壓表，須要測量電流表內(nèi)阻Rg，試驗小組采納如圖甲所示的電路，試驗步驟如下：①連接好電路，閉合開關(guān)S1前，滑動變阻器R1的滑片移到________（選填“最左端”或“最右端”）。②閉合S1，斷開S2，調(diào)整R1使電流表G滿偏。③閉合S2，保持R1阻值不變，調(diào)整電阻箱R2的阻值，使得電流表G半偏，讀出電阻箱示數(shù)R，則電流表G的內(nèi)阻Rg＝________。（2）將電流表G改裝成量程為15V的電壓表，已測得Rg＝52.0Ω，則與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2的取值應(yīng)為________Ω.（3）用圖乙電路測電源電動勢和內(nèi)阻，滑動變阻器R3選用________，定值電阻R0選用________。（選填器材序號）（4）依據(jù)試驗測得數(shù)據(jù)作出電壓表讀數(shù)U與電流表A讀數(shù)I間的關(guān)系圖象（圖象未畫出），由圖象讀出I＝0時U＝12.1V，圖線斜率肯定值為5.9V/A，則電源電動勢E＝________V，電源內(nèi)阻r＝________Ω。【答案】（1）①最左端③R（2）14948.0（3）HJ（4）12.10.9【解析】（1）滑動變阻器R1的滑片移到最左端時接入電路的電阻最大，故閉合開關(guān)S1前，滑動變阻器R1的滑片移到最左端，閉合S2，電阻箱R2與電流表G并聯(lián)，當(dāng)電流表G半偏時，即電流表中電流為原來的一半，則另一半電流流過電阻箱R2，電阻箱R2與電流表G中電流相同，故電阻值也相等。（2）將電流表G改裝成量程為15V的電壓表后，表的總電阻為eq\f(U,Ig)＝eq\f(15,1×10－3)Ω＝1.5×104Ω，與電流表G串聯(lián)的電阻箱R2＝R－Rg＝14948.0Ω；（3）滑動變阻器的總阻值小，便于精細(xì)調(diào)整，故選H，因電流表量程為1A，定值電阻若選100Ω，則測量電流的大小及大小變更范圍就特別小，故定值電阻應(yīng)選J。（4）由題圖乙，將定值電阻等效為電源內(nèi)阻，I＝0時，路端電壓即為電動勢E＝U＝12.1V，圖線斜率肯定值為等效內(nèi)阻的大小，則電源實際內(nèi)阻為r＝5.9Ω－5Ω＝0.9Ω。23．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．要求盡量減小試驗誤差。（1）應(yīng)當(dāng)選擇的試驗電路是圖中的________（選填“甲”或“乙”）。（2）現(xiàn)有電流表（0～0.6A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：A．電壓表（0～15V）B．電壓表（0～3V）C．滑動變阻器（0～50Ω）D．滑動變阻器（0～500Ω）試驗中電壓表應(yīng)選用________；滑動變阻器應(yīng)選用________。（選填相應(yīng)器材前的字母）（3）某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點已經(jīng)標(biāo)在圖的坐標(biāo)紙上，請標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對應(yīng)點，并畫出U－I圖線。序號123456電壓U（V）1.451.401.301.251.201.10電流I（A）0.0600.1200.2400.2600.3600.480（4）依據(jù)（3）