题目内容

某同学设计了一个如图甲所示的实验电路，用以测定电电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3 V）、电流表（量程0．6A，内阻小于l ）、电阻箱（0～99．99 ）、滑动变阻器（0～l00）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干．考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略．
（1）该同学按图甲连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻为0．20．试分析该测量电流表内阻产生误差的原因是         。
（2）简要写出利用图甲所示电路测量电电动势和内阻的实验步骤：
①                                                                                    
②                                                                                     
图乙是由实验数据绘出的图像，由此求出待测干电池的电动势E=  V；内阻r=  Ω（结果保留3位有效数字）
（1）并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大；（2）①调节电阻箱R，断开开关K，将开关 S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；②断开开关D，再次调节电阻箱R，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；（3）2.77（2.76-2.96 V均给分）2.35（2.28-2.46均给分）

试题分析：（1）并联电阻箱后线路总阻值减小，从而造成总电流增大；（2）①调节电阻箱R，断开开关K，将开关 S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；②断开开关D，再次调节电阻箱R，将开关S接D，记录电阻箱的阻值和电流表示数；（3）根据欧姆定律可知：E=I(R+r),变形可得：，则中，解得E=2.77V（2.76-2.96 V均给分），，解得r=2.35Ω（2.28-2.46均给分）
练习册系列答案
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一节干电池，电动势大约为1.5V．内电阻约为0.5Ω．某实验小组的同学们为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻，他们在老师的支持下得到了以下器材：
A．电压表V（15V，内阻RV约为5kΩ）
B．电流表G（量程3.0mA，内阻Rg=10Ω）
C．电流表A（量程0.6A，内阻RA=0.50Ω）
D．滑动变阻器R1（0～20Ω，10A）
E．滑动变阻器R2（0～100Ω，1A）
F．定值电阻器R3=990Ω
G．开关S和导线若干
(1)为了尽可能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验小组设计了如图1所示的电路图，请填出图中a、b、c处应选用的器材分别是　_________　、　_________　、　_________　．（填写器材序号）
（2）同学们根据该方案测出相关数据，并在坐标系内作出相应的图线如图所示．根据该图线可以求出电源的电动势E=　_________　V（保留三位有效数字），电源的内阻r=　_________　Ω（保留两位有效数字）．
（10分）某同学自制了一只水果电池，并选用下列器材测量该电池的电动势与内阻．
A、电压表：量程0.6V，内阻约2kΩ
B、电阻箱：0-9999Ω
C、电键与导线若干

用上述器材连接的电路如图所示，测得了U与R的数据，并计算出了相应的数据，见下表：
 
1
2
3
4
5
R（Ω）
500
1000
1500
2000
2500
U（V）
0.20
0.30
0.36
0.40
0.43
1/U（V-1）
5.0
3.3
2.8
2.5
2.3
1/R（×10-4Ω-1）
20.0
10.0
6.7
5.0
4.0
I=U/R（×10-4 A）
4.0
3.0
2.4
2.0
1.7
（1）要测定电源电动势与内阻，需从上表中选择适当的两组数据，并在右图中作出相应的图象；

（2）利用所作的图象，测得电源电动势E测=  V，电源内阻r测=  Ω．（结果保留两位有效数字）
（3）此电路测电动势与内阻的测量值与真实值的关系是：E测    E真、r测   r真（选填“＜”、“＞”或“＝”）
现在要测量一段电阻丝的电阻率r，其阻值Rx≈0.5Ω，允许通过的最大电流为0.5A。提供如下器材供你选择：
电流表A1（量程0.6 A，内阻约0.6 Ω）
电压表V2（量程3 V，内阻约3 kΩ）
待测的电阻丝Rx（阻值约为0.5Ω）
标准电阻R0 （阻值5Ω）
滑动变阻器R1（5 Ω，2A）
滑动变阻器R2（200Ω，1.5A）
直流电源E（E=6V，内阻不计）
电键S、导线若干
① 图（甲）四位同学分别设计的“测量部分”的电路，你认为合理的是（             ）；

② 实验中滑动变阻器应该选择        （选择“R1”或“R2”），并采用                接法；
③ 根据你在①、②中的选择，在图（乙）上完成实验电路的连接：

④ 实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D，则待测电阻丝的电阻率r的计算式为：r =                   ；
⑤ 用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图（丙）所示，则该电阻丝的直径D=          。
（11分）现用伏安法研究某电子器件（5V，2.25W）的伏安特性曲线，要求伏安特性曲线尽可能完整，备有下列器材:
A.直流电源（6V，内阻不计）；         B.电流表 （满偏电流=3mA，内阻=10Ω）；
C.电流表 （0～0.6A，内阻未知）；   D.滑动变阻器（0～20Ω，5A）；
E.滑动变阻器（0～200Ω，1A）；    F.定值电阻（阻值1990Ω）；
G.单刀开关一个与导线若干；

（1）根据题目提供的实验器材，请你在方框中设计出测量电子器件伏安特性曲线的电路原理图（可用电阻符号表示）．
（2）在实验中，为了操作方便且伏安特性曲线尽可能完整,滑动变阻器应选用       ．（填写器材前面字母序号）
（3）上述电子器件的伏安特性曲线如图甲，将它和滑动变阻器串联接入如图乙所示的电路中．调节滑动变阻器使电源输出功率最大，已知电源的电动势E=6.0V，电源的内阻r=15Ω，滑动变阻器阻值范围0～20Ω，则此时接入电路的阻值为        Ω.
为描绘“2．5V，0．3A”小灯泡的伏安特性曲线，实验室提供有：电源（电动势6．0V，内阻不计）；滑动变阻器（总电阻20）；电压表（有3V、15V两个量程）；电流表（有0．6A、3A两个量程）；电键一个、导线若干．

（1）为较准确地测量数据描绘出图线，请你帮该同学选择仪表的适当量程完成实验．电压表应选择的量程是          V,电流表应选择的量程是          A。在设计电路的过程中，为了尽量减小实验误差，电流表应采用         （选填“内接”或“外接”）法。滑动变阻器的连接方式应采用         （选填“分压式”或“限流式”）
（2）用笔画线当导线，将实物图连成完整的电路（图中有三根导线已经接好）。开始时，滑动变阻器的滑动触头应该移到最          端（选填“左”或“右”）。
（3）若该小灯泡正常发光时的电阻为R1,小灯泡发光很暗时的电阻为R2，则R1与R2的大小关系为：R1        R2（选填“大于”、“等于”或“小于”）
（10分）某同学通过实验测定一根粗细均匀、阻值约为5合金丝电阻率的实验， ①用螺旋测微器测定合金丝直径的结果如图所示，合金丝的直径为________mm。

②现有如下器材：
A．输出电压可调的学生电源（2V、4V、6V内阻可不计）
B．电流表（0~0.6A，内阻约0 2n）
C．电压表（0~3V，内阻约3 k）
D．待测电阻Rx
E．保护电阻R0=5
F．滑动变阻器（0~5，额定电流2A）
G．滑动变阻器（0～2，额定电流1A）
H．开关和导线若干

为了减小测量误差，本实验应选用图中两种电路图中的_______（填相应的电路图下的字母A或B）；
③为了提高测量准确度，获取多组数据，因此电源电压应选用______V；滑动变阻器应选用______ （选填器材前的字母）；
某学校课外探究小组的同学，想通过试验测定几个未知电阻的阻值：
（1）第一小组的同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx，他们的实验操作步骤是：（其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮）
A．将红黑表笔分别插入多用电表正负极插孔，调节定位螺丝，使指针指到电流的0刻度线
B．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100，将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔，将两表笔分别连接到被测电阻的两端，发现指针的偏角较小，断开两表笔
C．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k，将两表笔分别连接到被测电阻的两端，发现指针的偏角在刻度盘中央附近，读出表头数值，再乘以1000，作为该电阻的测量值，断开两表笔
D．旋转S使其尖端对准交流500 V挡
把你认为以上操作步骤中有错误的步骤前的字母填写在下面的横线上：________
（2）第二小组的同学用伏安法测定一个标识不清的电阻，为了选择正确的电路以减少误差，他们将电压表一个接头分别在a、 b两点接触一下，观察到安培表读数没有显著变化，而伏特表读数有较大的变化，则P应接在        （填a或b）处。 

（3）第三小组的同学设计测量电阻的电路如图。以下分析正确的是       

A．此接法的测量值大于真实值
B．此接法一般用于滑动变阻器的阻值较小，不适用限流法时使用
C．此接法要求待测电阻值小于电流表内阻
D．开始实验时滑动变阻器滑动头P应调在最右
（4）第四小组的同学用甲、乙两种电路测量同一个未知电阻Rx，若电源内阻不计，甲图中两表的读数分别
为3V、4mA；乙图中两表的读数分别为4V、3.2mA，由此可知，Rx的阻值为        

 
（8分）某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻。已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约1Ω，双量程电压表（0 ~ 3V 内阻约3kΩ；0 ~ 15V 内阻约15 kΩ），电流表（0 ~ 0.6A 内阻约1.0Ω），滑动变阻器有R1(10Ω  2A)和R2 (100Ω  0.1A)各一只。

①实验中滑动变阻器应选用_______（选填“R1”或“R2”）。
②在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路。

③在实验中测得多组电压和电流值，得到如图所示的U – I图线，由图可较准确求出该电源电动势E = _________V，内阻r = ________Ω。

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