题目内容
4．我校开展学生自己动手进行实验操作的活动．同学们现要测定电阻Rx的阻值（电阻值约为100Ω）以及一节干电池的电动势和内阻（内阻约为2Ω），除此之外还备有如下器材：A．电压表V：量程为2V、内阻较大
B．电阻箱R1：总阻值为9999.9Ω
C．开关、导线若干
（1）为了较准确地测定Rx的电阻值、电池的电动势和内阻，王华同学选择如图1所示的电路．
（2）王华同学根据电路图连接实物图后，测定电阻Rx时主要进行了两步实验．
第1步：闭合S1和S3，断开S2，记录电压表示数U1；
第2步：闭合S1和S2，断开S3，调节R1使电压表示数仍为U1，记录此时R1的阻值r2，则被测电阻Rx的电阻值为r2．
（3）通过改变电路的总电阻，记录外电阻的总电阻值R和对应情况下的电压表示数U，画出$\frac{1}{U}$随$\frac{1}{R}$变化的图线为直线，如图2所示，直线与纵轴的交点坐标为b、斜率为k，则电源电动势为$\frac{1}{b}$，内阻为$\frac{k}{b}$；从实验原理来看，实验测量值与真实值相比较，电动势偏小，内阻偏小（后两空填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
分析 （2）分析闭合S1和S3，断开S2和闭合S1和S2，断开S3时的电路结构，根据闭合电路欧姆定律求解Rx的电阻值；
（3）根据闭合电路欧姆定律求处$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$的关系式，结合图象的斜率和截距求出电动势和内阻，考虑电压表有内阻分析误差．
解答 解：（2）闭合S1和S3，断开S2，Rx直接接在电源两端，电压表测量Rx两端的电压，闭合S1和S2，断开S3，R1直接接在电源两端，电压表测量R1两端的电压，两次实验电压值相等，则Rx的电阻值与R1的阻值相等，即Rx=r2，
（3）根据闭合电路欧姆定律得：
E=U+$\frac{U}{R}r$
解得：U=$\frac{E}{1+\frac{r}{R}}$，
整理得：$\frac{1}{U}=\frac{r}{E}•\frac{1}{R}+\frac{1}{E}$，
所以$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象的斜率k=$\frac{r}{E}$，直线与纵轴的截距b=$\frac{1}{E}$，
解得：E=$\frac{1}{b}$，r=$\frac{k}{b}$，
由于电压表也有内阻，则电源内阻测量值等于电压表内阻与电源内阻的并联值，所以测量值偏小；由k=$\frac{r}{E}$可知，测量值r偏小，则电动势测量值偏小．
故答案为：（2）r2；（3）$\frac{1}{b}$；$\frac{k}{b}$；偏小；偏小．
点评 本题考查测量电动势和内电阻实验、测量电阻实验的数据的处理，要求能正确分析误差的来源，并能用图象法求出电势和内电阻，难度适中．
练习册系列答案
相关题目
11．
如图所示，气缸静止于地面，用弹簧秤拴住活塞提起，已知气缸内壁光滑，气缸内封闭一定质量的气体，则下述正确的是（ ）
如图所示，气缸静止于地面，用弹簧秤拴住活塞提起，已知气缸内壁光滑，气缸内封闭一定质量的气体，则下述正确的是（ ）| A． | 活塞将从汽缸中拉出 | |
| B． | 气缸有可能提离地面 | |
| C． | 若气缸被提离地面后保持静止，再给气缸缓慢加热，则弹簧秤示数将变小 | |
| D． | C选项所述过程中，弹簧秤示数不变 |
如图所示，一起得机拉着重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动，已知重物的质量m=5×103kg，取g=10m/s2．不计额外功，求：
12．近年我国高速铁路技术得到飞速发展，武广高铁创造了世界最高营运时速390km/h的记录．下列说法错误的是（ ）
| A． | 减少路轨阻力，有利于提高列车最高时速 | |
| B． | 当列车保持最高时速行驶时，其牵引力与阻力大小相等 | |
| C． | 列车的最高时速取决于其最大功率、阻力及相关技术 | |
| D． | 将列车车头做成流线形，减小空气阻力，有利于提高列车功率 |
19．下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（ ）
| A． | 康普顿效应实验说明了光具有粒子性，不但具有能量，也具有动量 | |
| B． | 处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子 | |
| C． | 结合能越大，原子核越稳定 | |
| D． | 玻尔认为，原子中原子轨道是量子化的，能量也是量子化的 | |
| E． | β衰变中产生的β射线实际上是原子核外电子挣脱原子核形成的 |
9．两个静止的声源分别发出的声波1和声波2在空气中沿同一方向传播，声波1的波长是声波2的二倍，则下列说法中正确的是（ ）
| A． | 声波1的速度是声波2的二倍 | |
| B． | 声波1和声波2的速度相同 | |
| C． | 相对于同一障碍物，波2比波1更容易发生衍射现象 | |
| D． | 沿两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象 | |
| E． | 沿两列波传播方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率不相同 |
16．
如图所示，有两个质量均为m，带等量正、负电荷的小球P、Q，Q被固定在倾角为α的光滑直角斜面的竖直面上，当P小球被放置在与Q小球同一竖直面内且等高位置的斜面上时，P恰好静止，此时它们之间的距离为L，则下列说法正确的是（ ）
如图所示，有两个质量均为m，带等量正、负电荷的小球P、Q，Q被固定在倾角为α的光滑直角斜面的竖直面上，当P小球被放置在与Q小球同一竖直面内且等高位置的斜面上时，P恰好静止，此时它们之间的距离为L，则下列说法正确的是（ ）| A． | 将Q球下移一小段距离，P球仍可能静止 | |
| B． | 由题设条件能算出P、Q小球所带的电荷量 | |
| C． | 将Q球沿水平线向左移一小段距离，P球将沿斜面向上移动 | |
| D． | 先设法使P球静止，将Q球置于斜面顶端后，再释放P球，P球将沿斜面下滑 |
13．
如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知万有引力常量为G，则月球的质量是（ ）
如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知万有引力常量为G，则月球的质量是（ ）| A． | $\frac{{l}^{2}}{G{θ}^{3}t}$ | B． | $\frac{{θ}^{3}}{G{l}^{2}t}$ | C． | $\frac{{l}^{3}}{Gθ{t}^{2}}$ | D． | $\frac{{t}^{2}}{Gθ{l}^{3}}$ |
14．
如图所示，斜面体B静止在水平地面上，有一物块A静止在斜面上，现用一沿斜面向上的力F作用在A上，A、B仍保持静止状态，则力F作用后（ ）
如图所示，斜面体B静止在水平地面上，有一物块A静止在斜面上，现用一沿斜面向上的力F作用在A上，A、B仍保持静止状态，则力F作用后（ ）| A． | B对A的作用力减小 | B． | A有向上滑动的趋势 | ||
| C． | 地面对B的支持力减小 | D． | B有向右滑动的趋势 |