题目内容

（2011?淮安三模）现有以下器材：电流表A（量程0.6A、内阻rA=0.5Ω），电阻箱R（量程99.99Ω），待测电阻Rx，直流电源（电动势E和内阻r待测），单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2，带铁夹的导线若干．某探究实验小组设计如图甲所示的实验电路，用来测定待测电阻的阻值Rx、直流电源的电动势E和内阻r．

（1）按图甲所示的电路，将图乙所示的实物连线补画完整
（2）测量电阻Rx的阻值
①将开关S1闭合、开关S2接a，接出电流表的示数I1；
②保持开关S1闭合，将开关S2接b，调节电阻箱R的阻值，使得电流表的示数也为I1，此时电阻箱的阻值R=4.00Ω，则Rx=
4
4
Ω．
（3）测电源的电动势E和内阻r
将开关S1闭合，开关S2接b，调节电阻箱R的阻值，记下电流表的示数I，得到若干组R、I的数据（见下表）
次数 1 2 3 4 5
R/Ω 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00
I/A 0.59 0.37 0.27 0.21 0.18
1
I
/A-1		 1.70 2.70 3.70 4.75 5.60
请在图丙所示的坐标纸上作出
1
I
-R的图象，并根据图象求得电动势E=
3.1
3.1
V，内阻r=
2.0
2.0
Ω（保留两位有效数字）．
分析：（1）由原理图可知，电路中采用了单刀双掷开关，注意开关的接法；
（2）由过程可知实验的原理，由原理可得出当电流相等时，电阻箱的读数等于待测电阻的阻值；
（3）由表中数据可得出图象，由闭合电路欧姆定律可得出关于电流和电阻的表达式，由图象及表达式可得出图象的斜率及截距含义，
解答：解：（1）由原理图可知开关S2的连接方式，按原理图将各点连接即可；注意连线要接在接线柱上；导线不能交叉；
（2）由题意可知，本实验是利用两次分别接电阻箱及待测电阻，若两次电流表示数相等，则说明两电阻相等，故说明待测电阻的阻值为4Ω；
（3）由表格中数据利用描点法将各点描在坐标轴中，注意直线应过尽量多的点，如不能，则让点均匀分布在直线两则；故答案如图所示：
由原理图可知，电路中只有滑动变阻器接入电路，故由闭合电路欧姆定律可知：
I=
E
R+r+0.5

故
1
I
=
r+0.5
E
+
R
E

由数学知识可知，图象与纵坐标的交点等于
r+0.5
E
；图象的斜率表示
1
E
；
由图可知，b=0.8；k=
5.6-1.7
15-3
=
39
120

即：E=3.1V（3.0-3.3均可），r=2.0Ω（1.9-2.4均可）
故答案为：（1）如下图所示：
（2）4；
（3）3.1；2.0
点评：本题中注意理解电路的接法，注意在测电动势和内电阻时电流表内阻是不能忽略的；同时注意根据电路及题目要求列出正确的表达式，是求出电动势和内电阻的关键．
练习册系列答案
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（1）若小球刚好落到A点，求小车运动到O′点的速度．
（2）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大．
（3）为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围．
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（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1
=
=
△t2（选填“＞”、“=”或“＜”）时，说明气垫导轨已经水平．
（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d=
8.474
8.474
mm．
（3）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2和d已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出
滑块质量M
滑块质量M
和
两光电门间距离L
两光电门间距离L
（写出物理量的名称及符号）．
（4）若上述物理量间满足关系式
mgL=
1
2
（m+M）（
d
△t2
）2-
1
2
（m+M）（
d
△t1
）2
mgL=
1
2
（m+M）（
d
△t2
）2-
1
2
（m+M）（
d
△t1
）2
，则表明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒．
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