题目内容

20．用图甲所示的电路，测定一节旧干电池的电动和
内阻．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
双量程电流表：A（量程0～0.6A，0～3A）；
双量程电压表：V（量程0～3V，0～15V）；
滑动变阻器：R1（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）
R2（阻值范围0～100Ω，额定电流1A）
①为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3VV，应选用滑动变阻器R1（填写滑动变阻器符号）．
②根据图甲将图乙中的实物正确连接，注意闭合开关时滑动变阻器的滑片P应处于正确的位置并选择正确的电表量程进行连线．

③通过多次测量并记录对应的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图丙中画出了U-I图线．由图线可以得出此干电池的电动势E=1.45V（保留3位有效数字），内电阻r=1.3Ω（保留2位有效数字）．

分析 （1）由欧姆定律估算电路中的电流，根据安全及准确性原则可选出电流表及电压表；根据电源内阻的大小可判断保护电阻的大小，及滑动变阻器的阻值大小；
（2）根据原理图可得出对应的实物图，注意量程的选择；
（3）电压的U-I图象与纵轴的交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值等于电源的内阻．

解答 解：①由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象．
②根据给出的原理图可得出对应的实物图；
 ③由图示电源的U-I图象可知，电源的电动势为：E=1.45V，
图象斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为：r=$\frac{1.45-0.8}{0.5}$=1.3Ω；
故答案为：①0～0.6；0～3V，R1；②如图所示； ③1.45，1.3

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验；其中实验仪器的选择是考试中经常出现的问题，在学习中要注意掌握好其安全、准确的原则；同时注意滑动变阻器的电路中的应用规律．要掌握应用图象法求电源电动势与内阻的方法．

练习册系列答案
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10．半径为r和R的圆柱体靠摩擦传动，已知R=2r，A、B分别在水上圆柱与大圆柱的边缘上，O2C=r，如图所示，若两圆柱之间没有打滑现象，则vA：vB：vC=（　　），ωA：ωB：ωC=（　　）
A．1：2：2，2：1：1B．2：1：1，2：2：1C．2：2：1，2：1：1D．1：1：2，2：2：1
11．关于物体做曲线运动，下列说法中，正确的是（　　）
A．物体做曲线运动时所受的合外力可能为零
B．物体所受的合外力不为零时一定做曲线运动
C．物体有可能在恒力的作用下做曲线运动，如推出手的铅球
D．物体只可能在变力的作用下做曲线运动
8．一质点做简谐运动的振动图象如图所示，在0.8s到1.2s这段时间内，下列说法正确的是（　　）
A．质点的动能逐渐减小，加速度逐渐减小
B．质点的动能逐渐增大，加速度逐渐减小
C．质点的位移逐渐增大，速度逐渐增大
D．质点的位移逐渐减小，速度逐渐增大
15．如图所示的电路中，电源电动势为12V，内电阻为r=1Ω，R1=1Ω，R2=6Ω，电动机线圈电阻为0.5Ω，若开关闭合后通过电源的电流为3A，则下列正确的是（　　）
A．电源的输出功率为 27WB．电动机的热功率为5W
C．电动机的输出功率为10WD．电动机的耗电功率为12W
5．下列每组中三个单位均为国际单位制基本单位的是（　　）
A．千克、米、秒B．克、秒、牛顿C．瓦特、焦耳、克D．库仑、毫米、安培
12．在用落体法“验证机械能守恒定律”实验时，某同学按照正确的步骤操作（如图1），并选得一条如图2所示的纸带．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图2中（单位cm），重锤质量为0.5kg，重力加速度g=9.80m/s2．

（1）根据图2中的数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能减少量△Ep=0.610J，动能的增加量△Ek=0.599J．（计算结果保留3位有效数字）

（2）重力势能的减少量△Ep往往大于动能的增加量△Ek，这是因为克服阻力做功（或阻力作用的缘故）．
（3）他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此设计出用如图3所示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用精密仪器测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．题中所给的d、t、h、g应满足关系式$gh=\frac{1}{2}{（{\frac{d}{t}}）^2}$，方可验证机械能守恒定律．
（4）比较两个方案，改进后的方案相比原方案的优点是：①阻力减小，②速度测量更精确．
9．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学用10分度的游标卡尺测得摆球的直径如图所示，可知摆球的直径为2.04cm．他测得摆球完成N次全振动所用的时间为t，测得的摆线长为l0，小球直径用d表示．根据以上数据，可得当地的重力加速度g为$\frac{4{{N}^{2}π}^{2}（{l}_{0}+\frac{d}{2}）}{{t}^{2}}$．
4．某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律．

（1）关于该实验，下列说法正确的是D．
A．实验前应将注射器的空气完全排出
B．空气柱体积变化尽可能的快些
C．空气柱的压强随体积的减小而减小
D．作出P-$\frac{1}{V}$的图象可以直观反映出P与V的关系
（2）为了探究气体在不同温度时发生等温度变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的P-V图象如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1＞T2（选填“＜”、“=”或“＞”）．（3）另一小组根据实验数据作出V-$\frac{1}{P}$图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点的原因可能是实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体．

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