题目内容

18．如图甲是“测电池的电动势和内阻”的实验电路，如果采用新电池进行实验，实验时会发现，当滑动变阻器在阻值较大的范围内调节时，电压表读数变化很小，原因是：新电池的内阻很小，内电路的电压降很小，从而影响测量值的精确性．为了较精确地测量新电池的内阻，可用以下给定的器材和一些导线来完成实验，器材：学生用的理想电压表V，电流表A（具有一定内阻），定值电阻R0（R0=10Ω），滑动变阻器R1（0-10Ω），滑动变阻器R2（0-200Ω），开关S．

（1）实验电路原理图如图乙，加接电阻R0有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏
（2）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用R1
（3）用笔画线代替导线在图丙中完成实物连接图．
（4）实验中，改变滑动变阻器的阻值，测出当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2．则新电池内阻的表达式r=$r=\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}-{R}_{0}$．（用I1、U1、I2、U2和R0表示）
（5）处理实验数据时，测出两组U、I值，便可计算出电池的电动势和内阻，这样做虽然简单，但误差可能较大．处理数据时如何减少实验误差，请你提出一个处理方法：作U-I 图象利用图线在坐标轴上截距求出E、r．

分析 （1）加接电阻R0，起保护作用，限制电流，防止电池被短路或电流表被烧坏；
（2）由于电流表与电压表的读数在刻度盘中超过一半，读数的相对误差较小，则要求电路中电流较大，在确保安全的前提下，可选择阻值较小的变阻器；
（3）对照电路图连线即可；
（4）根据闭合电路欧姆定律列方程组后联立求解，可求出新电池的内阻的表达式；
（5）多次测量取平均值或根据数据作出对应的U-I图象进行分析求解．

解答 解：（1）加接电阻R0，起保护作用，限制电流，防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏；
（2）滑动变阻器应选用R1．因为R1的总电阻较小，使电路中电流较大，电流表指针能在刻度盘中央附近，测量误差较小；
（3）对照电路图连线，如图所示：

（4）根据闭合电路欧姆定律，有：
E=U1+I1（r+R0）
E=U2+I2（r+R0）
联立解得：$r=\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}-{R}_{0}$；
（5）作U-I 图象利用图线在坐标轴上截距求出E、r；也可以采用多次测量取平均的方法，故可以尽可能多测几组U、I值，分别求出每组的E、r值，最后求平均值
故答案为：（1）防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏（或限制电流，防止电源短路）；
（2）R1；
（3）如图所示；
（4）$r=\frac{{{U_2}-{U_1}}}{{{I_1}-{I_2}}}-{R_0}$；
（5）作U-I 图象利用图线在坐标轴上截距求出E、r

点评 本题根据闭合电路欧姆定律，用伏安法可测量电源的电动势和内阻，定值电阻R0起保护作用，可以采用公式法或图象法处理数据；但应用图象法分析数据时误差较小．

练习册系列答案
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8．下列说法中正确的是（　　）
A．晶体和非晶体都具有规则几何外形
B．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间存在斥力
C．分子势能不一定随分子间距增大而增大
D．自由下落的水滴成球形，这是表面张力的结果
9．如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，画出这束光进入棱镜后的光路图（要求必须有计算步骤）
6．向心力：用符号Fn表示  单位：N    方向时刻指向圆心计算公式：Fn=m$\frac{{v}^{2}}{r}$、Fn=mω2r、Fn=m（$\frac{2π}{T}$）2r．
13．如图所示，足够长的水平传送带以恒定的速度v匀速传动．一质量为m的小物体以某一速度速从A端滑上传送带，物体与传送带间滑动摩擦因数为μ，则物体由A运动到B的过程中传送带对物体做功的情况可能是（　　）
A．始终做正功B．先做负功后不做功
C．先做正功后做负功D．始终不做功
3．某同学用如图（a）所示的装置来验证小球从A运动到B过程中的机械能守恒．让一个小球由静止开始从A位置摆到B位置，悬点O正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时被烧断，小球向前飞出做平抛运动．在地面上铺放白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐，量出M、C之间的距离x，再用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，即可验证机械能守恒定律．已知小球的质量为m，当地的重力加速度为g．

（1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为6.50cm．
（2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=x$\sqrt{\frac{g}{2{h}_{2}}}$．
（3）用已知量和测得量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量△EP=mg（h1-h2），动能的增加量△Ek=$\frac{mg{x}^{2}}{4{h}^{2}}$．
10．下列说法中正确的是（　　）
A．电场强度反映了电场的力的性质，因此电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比
B．电场中某点的电场强度，由电场本身的性质决定，与试探电荷在该点所受的静电力及带电量无关
C．公式E=$\frac{F}{q}$和E=$\frac{kQ}{{r}^{2}}$对于任何静电场都是适用的
D．规定电场中某点电场强度的方向与正试探电荷在该点所受的静电力方向相同
7．图示是某同学在做研究纸带在物块的牵引下做匀减速直线运动的实验得到的一条AB纸带，实验中打点计时器所使用的交流电源的频率为50Hz，编号为0、1、2、3、4、5、6的相邻两点间均有4个点未标出来，测得s1=5.60cm、s2=4.80cm、s3=4.00cm、s4=3.20cm、s5=2.40cm、s6=1.60cm．

（1）可以判断纸带A端与物块相连（填“A”或“B”）；1、2两计数点间的时间间隔为0.1s．
（2）物块的加速度大小a=0.80m/s2，方向为B→A（填“A→B”或“B→A”）．（结果保留两位有效数字）
（3）打点计时器打计数点6时，物块的速度大小v6=1.2m/s．（结果保留两位有效数字）
8．如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连结一物体A，物体处于光滑水平面上，弹簧处于原长，现用一向左恒力F推物体，则在物体向左运动的过程中（　　）
A．物体和弹簧组成的系统机械能守恒B．物体的动能一直增大
C．物体的动能先增大后减小D．弹簧的势能先增大后减小

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