1．如图1所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有　 (　)

图1

A．6种　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．10种　　C．12种　　 D．15种

[解析]　用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，原子可以跃迁到n＝5的能级，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有4＋3＋2＋1＝10种，B对．

[答案]　B

5．(2013·安徽高考)根据闭合电路欧姆定律，用图7－5－10甲所示电路可以测定电池的电动势和内电阻．图中R₀是定值电阻，通过改变R的阻值，测出R₀两端的对应电压U₁₂，对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的．

根据实验数据在－R坐标系中描出坐标点，如图乙所示．已知R₀＝150 Ω，请完成以下数据分析和处理．

(1)图乙中电阻为________Ω的数据点应剔除；

(2)在坐标纸上画出－R的关系图线；

(3)图线的斜率是________(V^－1·Ω^－1)，由此可得电池电动势E_x＝________V.

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 甲　　　乙　　　　 　

图7－5－10

[解析]　由闭合电路欧姆定律得E_x＝U₁₂＋I(R＋r_x)

把I＝代入上式得E_x＝U₁₂＋(R＋r_x)

变形得＝＋＋R

从上式看出和R是线性关系，图象是直线，应剔除R＝80.0 Ω的数据点．根据所描点画出的－R图线是直线(大多数点落在直线上)，

如图2所示，图线的斜率k＝.由图象取两点(0,0.71)和(180，1.51)得出k＝ V^－1·Ω^－1≈4.44×10^－3 V^－1·Ω^－1，E_x＝＝ V≈1.50 V.

[答案]　(1)80.0　(2)见解析　(3)4.44×10^－3　1.50

4．(2011·四川高考)为测量一电源的电动势及内阻

(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表

A．量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表 ○V₁

B．量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表 ○V₂

C．量程为3 V，内阻大约为3 kΩ的电压表 ○V₃

选电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表．

(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号 ○V₁ 、　 ○V₂ 、　 ○V₃ 与一个电阻串联来表示，且可视为理想电压表)，在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图．

(3)根据以上实验原理电路图进行实验，读出电压表示数为1.50 V时，电阻箱的阻值为15.0 Ω；电压表示数为2.00 V时，电阻箱的阻值为40.0 Ω，则电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.

[解析]　(1)改装电压表需根据电压表内阻计算分压电阻的电阻值， ○V₃ 表的量程扩大3倍即为改装的电压表，故应选C，要将量程为3 V，内阻3 kΩ的电压表改装为量程为9 V的电压表，串联分压电阻的阻值为R＝＝6 000 Ω＝6 kΩ.

(2)电路原理图如图所示．

(3)根据闭合电路欧姆定律知

E＝3U＋·r

将U₁＝1.50 V，R′₁＝15.0 Ω及U₂＝2.00 V，

R′₂＝40.0 Ω分别代入上式联立解方程组得E＝7.5 V，r＝10.0 Ω.

[答案]　(1)C　6　(2)如图所示　(3)7.5　10.0

3．用电压表、电流表测量电源的电动势和内阻实验．采用的是下列________电路图．

[解析]　测定电源的电动势及内电阻的实验中，原理是闭合电路的欧姆定律，电压表要测量路端电压，电流表要测电路中的总电流，所以A、B项错误；为了使内电阻测量准确，电流表要采用内接法，所以C项错误，D项正确．

[答案]　D

B组　高考题组

2.用电流表和电压表测电源的电动势和内阻．

(1)画出实验电路图．(电源内阻很小)

(2)如图7－5－9所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线．由图可知：图线与U轴的交点表示________，电源I的内阻________(填“大于”、“等于”或“小于”)电源Ⅱ的内阻．

(3)图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中________相等．

图7－5－9

[解析]　(1)如图所示

(2)纵轴截距表示电源的电动势，直线斜率的绝对值表示电源内阻，图线Ⅱ比图线Ⅰ陡一些，故电源Ⅰ的内阻小于电源Ⅱ的内阻．

(3)Ⅰ、Ⅱ的交点表示外电路电压、电流都相同，说明外电路的电阻、消耗的电功率相同．

[答案]　见解析

1. (多选)如图7－5－8所示是根据某次实验记录的数据画出的U－I图线，关于此图线，下列的说法中正确的是(　)

A．纵轴的截距表示电源的电动势，即E＝3.0 V

B．横轴的截距表示电源的短路电流，即I_短＝0.6 A

C．电源的内阻r＝5 Ω

D．电源的内阻r＝1.0 Ω

图7－5－8

[解析]　U－I图线纵轴截距一定是电源电动势，A正确．由于纵轴起点不是从零开始，故短路电流不是0.6 A，内阻r＝ Ω＝1.0 Ω.故B、C错误，D正确．

[答案]　AD

3．若U－I图线纵轴刻度不是从零开始，则图线和横轴的交点不再是短路电流，电源的内阻不能用r＝确定．应根据r＝||确定．

实验电路的设计和数据处理

　 (2013·浙江高考)采用如图7－5－3所示的电路“测定电池的电动势和内阻”．

图7－5－3

(1)除了选用图7－5－4中的部分器材外，________(填选项)．

图7－5－4

A．还需要电压表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．还需要电流表

C．还需要学生电源　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 D．不再需要其他器材

(2)测量所得数据如下：

用作图法求得电池的内阻r＝________；

(3)根据第5次所测得的实验数据，求得电流表内阻R_A＝________.

[解析]　(1)选A，照片中已有电流表、电阻箱和干电池，还缺少电压表．

(2)作出U­I图象，由图象斜率可求得r＝(0.75±0.10)Ω.

(3)由欧姆定律得：R＋R_A＝，得R_A＝－R＝0.22 Ω.

[答案]　(1)A　(2)(0.75±0.10) Ω　(3)0.22 Ω

(1)本实验中用电阻箱代替滑动变阻器，从电路设计方面有一定的变化．

(2)用U－I图象处理实验数据，为了准确得出实验结果，纵轴坐标原点一般不是以“O”开始，因此图象和横轴的交点也不是短路电流．故应利用r＝求内阻．

(3)本题求电流表内阻是一项创新设计、要注意观察连结方式和各物理量的关系.

电路的连结和图象分析方法

　(2012·福建高考)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.

(1)先直接用多用电表测定该电池电动势．在操作无误的情况下，多用电表表盘示数如图7－5－5，其示数为______V.

图7－5－5

(2)然后，用电压表○V 、电阻箱R、定值电阻R₀、开关S、若干导线和该电池组成电路，测定该电池电动势．

①根据电路图，用笔画线代替导线，将实物图连接成完整电路．

图7－5－6

②闭合开关S，调整电阻箱阻值R，读出电压表○V　 相应示数U.该学习小组测出大量数据，分析筛选出下表所示的R、U数据，并计算出相应的与的值．

请用表中数据在图7－5－7所示的坐标纸上描点，并作出－图线.

图7－5－7

③从图线中可求得E＝________V.

[解析]　(1)读出示数为9.4 V.

(2)①连线如图所示．

②作图线如图所示

③由闭合电路欧姆定律得E＝U＋(r＋R₀)

变形得＝＋·，从上式看出在－图象中，纵轴的截距即为，由图象得出截距为0.1，所以E＝10.0 V(9.5 V～11.1 V内均正确)．

[答案]　见解析

利用图象解答电学实验问题

电学实验问题经常应用图象处理实验数据，如小灯泡的伏安特性曲线，闭合电路的路端电压随电流的变化图象等，这些图象又有很多变化，为本题中的－图象，解答此类问题应按以下步骤：

(1)在坐标纸上建立坐标系，在坐标轴上标上合适的刻度．

(2)根据实验数据描点，并连续画出一定规律的图象(直线或曲线)．

(3)根据基本公式推导与图象对应的函数关系式、分析图象的斜率、截距、面积等表达的物理意义，得出相应的答案．

A组　双基题组

2．要测出不少于6组的(I，U)数据，且变化范围要大些，然后用方程组求解，并求平均值．

1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池)．

4．作图法数据处理：如图7－5－2所示．

图7－5－2

(1)图线与纵轴交点为E.

(2)图线与横轴交点为I_短＝.

(3)图线斜率的绝对值表示r＝||.

实验器材

电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔等．

注意事项