题目内容

精英家教网用甲图所示的电路，测定某一干电池的电动势和内阻，其中定值电阻R0起保护作用．除电池（内阻不大于2Ω）、电流表、电压表、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
A．滑动变阻器（阻值范围0-10Ω、额定电流2A）
B．滑动变阻器（阻值范围0-100Ω、额定电流1A）
C．定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）
D．定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）
（1）要正确完成实验，定值电阻R0应选择
 
，滑动变阻器R应选择
 
    （填代号）．
（2）实验中移动滑动变阻器触头，读出伏特表和电流表的多组数据U、I，如下表，在图乙中作出U-I图象．利用图象求得电源电动势E=
 
，内阻为r=
 
．
U/V 1.27 1.21 1.06 0.92 0.78
l/A 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50
（3）实验所得电动势与内阻均存在误差，引起误差的主要原因是
 
．
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U-I图象做坐标轴的交点求解电动势和内阻．
（3）分析电路中的各电表的特点，找出其产生的作用，即可得出误差产生的原因．
解答：精英家教网解：（1）干电池的电动势约1.5V，结合表中电流表的最大电流0.5A，可求出电路中最小电阻约3Ω，故定值电阻R0应选择A．电路中最大电阻约10Ω，从满足要求和调节方便的角度，滑动变阻器应选D．
（2）由图象得截距是b=1.48，斜率k=-1.4．由
E=U+I（R0+r）整理得U=E-I（R0+r）．
 则E=b=1.48V，r=-k-R0=0.4Ω．
（3）引起误差的主要原因是由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小
故答案为：（1）A，D
（2）1.48V，0.4Ω
（3）由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电池实际输出电流小
点评：解决该题关键要掌握测电源电动势和内阻的几种常用电路和数据处理方法及误差分析．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．
练习册系列答案
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（2012?茂名二模）（1）小明用电磁打点计时器（含复写纸）做“探究质量一定时，加速度与合力的关系”实验．
①除了如图（甲）所示器材外，还需要的器材有
低压交流电源
低压交流电源
、
刻度尺
刻度尺
．
②在不挂配重，平衡摩擦力过程中，打点计时器打出的一条纸带如图（乙）所示，纸带A端与小车相连．要使小车做匀速直线运动，垫木应向
左
左
移动．
③打点计时器打A、C两点过程中，小车通过的距离为
16.20
16.20
cm．

（2）小明设计了如图（甲）所示的电路来测未知电阻Rx、电池的电动势E和内阻r．
①用笔画线代替导线，将图（乙）实物按图（甲）电路连接完整（连线不能交叉）．
②闭合开关S，调节电阻箱的阻值如图丙所示时，电压表和的示数分别为1.0V、4.0V，此时电阻箱的阻值R=
21
21
Ω，待测电阻的阻值Rx=
7
7
Ω，与待测电阻的真实值R真比较，RR真
大于
大于
Rx（填“大于”、“等于”或“小于”）．
③改变电阻箱的阻值，读出电压表的示数，取得多组数据，作出路端电压与外电阻的关系图线如图丁所示．由图线求得电池的电动势E=
10
10
V，内电阻r=
41.7
41.7
Ω．
用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻，既可用图中（甲）图所示的电路，也可用（乙）图所示的电路，现使用（甲）图所示的电路，测得多组数据，把它们标在（丙）图的坐标纸上，并作出路端电压U与干路电流I间的关系（U-I）图象如图所示．
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①由（丙）图的图象可知中，电源的电动势E=
 
V，内电阻r=
 
Ω．
②考虑到电流表和电压表本身电阻对测量结果的影响，（丙）图的图象并不是真正的路端电压U与干路电流I间的关系图象．请在原图象的坐标纸上定性地画出真正的U-I图象．
③如果（丙）图是采用（乙）图所示的电路进行测量并作出的图象，所得的电源电动势E和内电阻r的测量值与真实值相比较，各是偏大还是偏小？答：
 
．
I．某同学设计了用如图所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV（RV在800Ω-900Ω之间）实验步骤和方法是：

①断开开关S，按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值，使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值，使电压表的示数为0.5V，此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S．
实验室可供选择的实验器材有：
A．待测电压表B．滑动变阻器，最大阻值1000Ω
C．滑动变阻器，最大阻值10ΩD．电阻箱：最大阻值999.9Ω
E．电阻箱：最大阻值99.9ΩF．电池组：电动势约4V，内阻可忽略
G．电池组：电动势约8V，内阻可忽略
以及导线和开关等，按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题：
（1）人使用本方法测量得较精确，而且使用仪器个数最少，除了导线，开关和待测电压表外，还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用
CDG
CDG
（用器材的序号字母表示）
（2）对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真及测量误差，下列说法中正确的是
AD
AD
．
A．R测＞R真
B．R测＜R真
C．若RV越大，测量值R测相对于真实值R真的误差就越大
D．若RV越大，测量值R测相对于真实值R真的误差就越小
II．（10分）学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示．让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示．
甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关．
乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
L
2
．
丙同学猜：复摆的摆长应该大于
L
2
．理由是：若OC段看成细线，线栓在C处，C点以下部分的重心离O点的距离显然大于
L
2
．
为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索：
（1）把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动的周期相同，重做多次仍有这样的特点．则证明了甲同学的猜想是
错误
错误
的（选填“正确”或“错误”）
（2）用T0表示板长为L的复摆看成摆长为
L
2
．单摆的周期计算值（T0=2π
L
2
g
），用T表示板长为L复摆的实际周期测量值．计算与测量的数据如下表：
板长L/cm 25 50 80 100 120 150
周期计算值T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73
周期测量值T/s 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.01
由上表可知，复摆的等效摆长
大于
大于
（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，所选坐标如图．请在坐标纸上作出T-T0图，并根据图象中反映出的规律求出L等=
1.35
1.35
L
2
．（结果保留三位有效数字，其中L等是板长为L时的等效摆长T=2π
L等
g
）．

用电压表和电流表测电源的电动势和内电阻，既可用图中(甲)图所示的电路，也可用(乙)图所示的的电路．现使用(甲)图所示的电路，测得多组数据，把它们标在(丙)图的坐标纸上，并作出路端电压U与干路电流I间的关系(U—I)图象如图所示．

①由(丙)图的图象可知，电源的电动势E=_________V，内电阻r=_________Ω．

②考虑到电流表和电压表本身电阻对测量结果的影响，(丙)图的图象并不是真正的路端电压U与干路电流I间的关系图象．请在原图象旁边定性地画出真正的U—I图象．

③如果(丙)图是采用(乙)图所示的电路进行测量并作出的图象，所得的电源电动势E和内电阻r的测量值与真实值相比较，各是偏大还是偏小？答：_________________．

(9分)电压表V1的量程为2V，内阻约为2kΩ。现要较准确测量其内阻RV，实验室提供的器材如下：

  电流表A：量程0.6A，内阻约0．1Ω

  电压表V2：量程5V，内阻约为5kΩ

  定值电阻R1：阻值30Ω

  定值电阻R2：阻值3kΩ

  滑动变阻器R3：最大阻值100Ω，最大电流1．5 A

  电源E：电动势6V，内阻约0．5Ω

  开关S，导线若干．

 

  (1)某同学设计了如甲图所示的电路，拟测出电压表V1两端的电压和流过电压表V1的电流，再计算出RV。该方案实际上不可行，其最主要原因是         ；

  (2)请你从上述器材中选择必要的器材，在图乙所示虚线框中设计一个可行的实验电路图，并标出所选器材的相应字母代号；

(3)根据第(2)问设计的电路图，用实验测得的物理量表示电压表V1的内阻RV=      。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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