题目内容

某同学用如图甲所示电路探究某一型号电池的输出电压U与输出电流I的关系．电路原理图如图甲所示，图中R为阻值等于5.0Ω的定值电阻，电压表视为理想电压表．
（1）请将图乙所示的实验器材连成实验电路．

（2）若电压表V2的读数为2.0V，则电源的输出电流I=    A；
（3）调节滑动变阻器，通过测量得到电压表V1的示数U1随电压表V2的示数U2的U1-U2曲线如图丙所示，由此可知电池内阻    （填“是”或“不是”）常数，短路电流为    A，电源的最大输出功率为    W．
【答案】分析：本题的关键是根据闭合电路欧姆定律写出电压关于电压的函数表达式，然后通过图象求出纵轴截距与斜率的值，再求出E和r，本题的难点是借助于电源的输出功率与外电阻图象得出变阻器阻值R=0时电源输出功率最大的条件．
解答：解：（1）根据电路图画实物连线如图所示，

（2）根据欧姆定律有I==A=0.4A．
（3）根据闭合电路欧姆定律有E=+，可变形为=E-，可见-图象的斜率大小K=，由于图象为倾斜直线，故电源内阻是常数．
根据图象求出斜率大小为K==0.2，所以=0.2，解得r=1.0Ω，
又纵轴截距等于电动势，故E=1.5V，所以短路电流为==1.5A，又根据题意当-R图象可知当R=0时电源输出功率最大，则有I==A=0.25A，所以电源的最大输出功率==0.25×0.25×5.0W=0.3125W
故答案为（1）如图，（2）0.4A，（3）是，1.5A，0.3125
点评：应熟记电源的输出功率-R图象，如图所示，由图象可知当外电阻R=r时，电源的输出功率最大，且最大功率，当R＞r时，R越小电源的输出功率越大．
练习册系列答案
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（2005?海淀区一模）实验题（1）某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的读数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的读数情况如图丁所示．则图丙的读数x1=
1.98
1.98
mm；图丁的读数x2=
10.78
10.78
mm．实验中所用的双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm．根据以上数据，可知实验中测出的光的波长λ=
5.9×10-7
5.9×10-7
m．

（2）电阻的测量
一个未知电阻Rx，阻值大约为10kΩ-20kΩ．为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材：
电压表V　（量程3V、内阻约为3kΩ）
（量程15V、内阻约为15kΩ）
电流表A1   （量程200μA、内阻约为100Ω）
电流表A2   （量程5mA、内阻约为10Ω）
电流表A3   （量程0.6A、内阻约为1Ω）
电源        电动势为3V
滑动变阻器R的最大阻值为200Ω
开关S
a．在实验中电压表量程应选
3V
3V
，电流表应选
A1
A1
．
b．为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图．
c、根据实验的需要用笔滑线代替导线，将图7所需的实物连接起来．
（2011?惠州二模）（1）某同学用如图1所示的装置测定重力加速度：
①电火花计时器的工作电压为
220V
220V
，频率
50Hz
50Hz
．
②打出的纸带如图2所示，实验时纸带的
乙
乙
端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）
③实验中在纸带上连续打出点1、2、3、…、9，如图2所示，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为
9.4
9.4
m/s2．
④当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的主要原因
空气阻力、摩擦阻力
空气阻力、摩擦阻力
．

（2）某同学在做测金属丝电阻率的实验中，取一根粗细均匀的康铜丝，其中有两个步骤是用螺旋测微器测出康铜丝的直径d和用伏安法测量的康铜丝的电阻R．
①用螺旋测微器测量康铜丝直径如丙图所示，由图可知其直径为
1.880
1.880
mm．
②图乙是测量康铜丝电阻的原理图，根据原理图在如图甲所示的实物图中补全未画出的连线．
③闭合开关前应将滑片P移到
a端
a端
（填“a端”或“b端”），利用上面的电路图测出的电阻值比真实值
偏小
偏小
（填“偏大”或“偏小”）
（1）某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律．他们将拉力传感器一端与细绳相连，另一端固定在小车上，用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小；小车后面的打点计时器，通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度．图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点，每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出，打点计时器使用的是50Hz交流电源．

①由图乙，AB两点间的距离为S1=3.27cm，AC两点间的距离为S2=
8.00
8.00
cm，小车此次运动经B点时的速度vB=
0.400
0.400
m/s，小车的加速度a=
1.46
1.46
m/s2；（保留三位有效数字）
②要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用
天平
天平
来测量出
小车的总质量
小车的总质量
；
③由于小车受阻力f的作用，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f的影响，以下采取的措施中必要的是
A
A

A、适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
B、应使钩码总质量m远小于小车（加上传感器）的总质量M
C、定滑轮的轮轴要尽量光滑
（2）某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R为电阻箱．实验室提供的器材如下：电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ），电阻箱（阻值范围0～99.9Ω）；开关、导线若干．
①请根据图甲的电路图，在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路；
②实验时，改变并记录电阻箱R的阻值，记录对应电压表的示数U，得到如下表所示的若干组 R、U的数据．根据图丙所示，表中第4组对应的电阻值读数是
13.9
13.9
Ω；
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
电压U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
③请推导
1
U
与
1
R
的函数关系式（用题中给的字母表示）
1
U
=
1
E
+
r
ER
1
U
=
1
E
+
r
ER
，根据实验数据绘出如图丁所示的
1
U
-
1
R
图线，由图线得出电池组的电动势E=
2.86
2.86
V，内电阻r=
5.86
5.86
Ω．（保留三位有效数字）
实验题（1）某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的读数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的读数情况如图丁所示．则图丙的读数x1=______mm；图丁的读数x2=______mm．实验中所用的双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm．根据以上数据，可知实验中测出的光的波长λ=______m．

（2）电阻的测量
一个未知电阻Rx，阻值大约为10kΩ-20kΩ．为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材：
电压表V （量程3V、内阻约为3kΩ）
（量程15V、内阻约为15kΩ）
电流表A1   （量程200μA、内阻约为100Ω）
电流表A2   （量程5mA、内阻约为10Ω）
电流表A3   （量程0.6A、内阻约为1Ω）
电源        电动势为3V
滑动变阻器R的最大阻值为200Ω
开关S
a．在实验中电压表量程应选______，电流表应选______．
b．为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出本实验的电路图．
c、根据实验的需要用笔滑线代替导线，将图7所需的实物连接起来．
某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r，R为电阻箱。实验室提供的器材如下：电压表(量程0～3V，内阻约3kΩ)，电阻箱(阻值范围0～99.9Ω)；开关、导线若干。
（1）请根据图甲的电路图，在图乙中画出连线，将器材连接成实验电路；
（2）实验时，改变并记录电阻箱R的阻值，记录对应电压表的示数U，得到如下表所示的若干组R、U的数据。根据图丙所示，表中第4组对应的电阻值读数是_________Ω；
（3）请推导的函数关系式（用题中给的字母表示）_________，根据实验数据绘出如图丁所示的图线，由图线得出电池组的电动势E =_________V，内电阻r =_________Ω。（保留三位有效数字）

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