题目内容

甲同学采用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内电阻．实验室提供的器材：电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、多用电表、滑动变阻器R、电源、开关S、导线及若干个定值电阻．精英家教网
（1）连好电路后，当该同学闭合开关S，发现电流表的示数为0，电压表的示数不为0．检查各接线柱均未接错，接触良好，且电路未发生短路；他用多用电表的电压档检查电路，把两表笔分别接bc和de时，示数均为0，把两表笔接cd时，示数与电压表的示数相同，由此可推断故障是
 
．
I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
U/V 2.93 2.87 2.85 2.77 2.75 2.70
（2）排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示．并根据数据在空白的坐标纸上，作出乙图所示的U-I图线，该图存在多处不妥之处，请指出．（能指出两处不妥之处的该小题得满分）．
（3）①为了在实验中保护电流表和调节电阻时电流表、电压表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图丙所示的电路，丙图中电阻R0应选取下列备选电阻
 
（用字母表示）．
A．1Ω　　　　　　　B．5Ω           C．10Ω            D．20Ω
②若乙同学用图丙的实验电路进行实验，只测得两组数据为I1、U1、I2、U2．则该电源内电阻r=
 
（请用物理量的字母表示）
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分析：（1）由于电流表示数为零，电压表示数不为零，说明电路出现断路．若电路中只有一处断路，用电压表两表笔逐段（如ab、bc、cd、…）依次并联进行测量，若与哪一段电路并联时电压表指针偏转，说明此段电路断路．
（2）U轴坐标起点的选取从0开始使得图象分布在一个很小的区域内，该同学建立坐标时没有标明所用单位也是不妥．
（3）根据闭合电路欧姆定律列出等式求解．
解答：解：（1）由于电流表示数为零，电压表示数不为零，说明电路出现断路．若电路中只有一处断路，用电压表两表笔逐段（如ab、bc、cd、…）依次并联进行测量，若与哪一段电路并联时电压表指针偏转，说明此段电路断路．原因是如果电路中仅有一处断路，那么整个电路的电势差全部降落在断路之处，其余各处电压均为零．所以当电压表两表笔接cd时，由于示数与电压表的示数相同，故与电压表并接的两点之间断路，应是滑动变阻器发生断路故障．
（2）由乙图可知，图线几乎分布在一个很小的区域内，原因是电压U的取值范围在2.70～3.00V之间，而U轴坐标起点的选取从0开始显然不妥；此外该同学建立坐标时没有标明所用单位也是不妥；还有画图线时应尽量使更多的点落在直线上，不在直线的点应尽量对称分布在直线的两侧，偏离直线太远的点应去掉，该同学作图时没有将不在直线上的点均匀分布在直线两侧也是不妥之处．
（3）保护电阻R0应大约为
3V
0.6A
=5Ω，所以B选项正确；
根据闭合电路欧姆定律有
E=U1+I1（R0+r），
E=U2+I2（R0+r），
解得r=
U1-U2
I2-I1
-R0．
故答案为：（1）滑动变阻器R断路 
（2）①U轴坐标起点选取不当；②U，I轴没有标记用何单位；
③没有把不在直线上的点均匀分布直线两侧
（3）①B　②r=
U1-U2
I2-I1
-R0
点评：本题考查测定电动势和内电阻的图象和数据处理，要明确该实验的原理和步骤．
练习册系列答案
相关题目
某探究小组的同学进行“探究平抛运动规律”的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，调整AC=BD，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象是：
两球会在水平板上相碰
两球会在水平板上相碰
．如果仅仅改变CAM轨道整体的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这样的实验结果可以说明：
平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
．
（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为l，已知重力加速度g，则可以求出该小球平抛的初速度大小为
2
gl
2
gl
（结果用g和l表示）．
三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地．改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动
．

（2）乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端可看做与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度使      AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道末端的水平初速度v0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出．实验可观察到的现象应是
P、Q相碰
P、Q相碰
．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动
．
（3）丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为L=5cm，则由图可求得拍摄时每
0.1
0.1
 s曝光一次，该小球作平抛运动的初速度为
1.5
1.5
m/s，以a点为坐标原点，建立如图丙所示的坐标，则该小球做平抛运动的抛出点坐标为x=
-15
-15
cm，y=
-5
-5
cm．（g取10m/s2）
（1）为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表．以下探究方案符合控制变量法的是
B
B
．
序号 抛出点的高度（m） 水平初速度（m/s） 水平射程（m）
1 0.20 2.0 0.40
2 0.20 3.0 0.60
3 0.45 2.0 0.60
4 0.45 4.0 1.20
5 0.80 2.0 0.80
6 0.80 6.0 2.40
A．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
B．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
C．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
D．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据

（2）三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
a．甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开，自由下落，观察到两球同时落地．改变小锤打击的力度，即改变球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
．
b．乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、O在轨道出口处的水平初速度V0相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度V0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象是P、Q两球相碰．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明
平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
．
c．丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为1.25cm，则该小球平抛的初速度大小为
0.71
0.71
m/s．（计算结果保留二位有效数字）
精英家教网验证牛顿第二定律的实验中，某同学采用如图甲所示的实验装置．在探究加速度a与所受外力F的关系时，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示：
 
  F/N      		 
0.20		  
 0.30		  
 0.40		  
0.50 		  
 0.60
 
a/（m．s-2）
 		 0.11
 		 0.19  0.29 
 		  0.40
 		  0.51
 
（1）实验时，如何平衡摩擦力：
 

（2）根据表中的数据在如图乙所示的坐标中作出a-F图象；
（3）图象的斜率的物理意义是
 
．

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