2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第9章 恒定電流 實(shí)驗(yàn)專題（十一）第44講 測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻學(xué)案（含解析）.doc

第44講　測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．進(jìn)一步理解閉合電路歐姆定律，掌握用電壓表和電流表測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法。 2．掌握用圖象法求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法；理解并掌握路端電壓U與干路電流I的關(guān)系圖象(即UI圖象)與縱、橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo)的意義以及圖象斜率的意義。 二、實(shí)驗(yàn)器材 電池(被測(cè)電源)、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、刻度尺、鉛筆等。 考點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)原理與操作 1．實(shí)驗(yàn)原理 (1)實(shí)驗(yàn)依據(jù)：閉合電路歐姆定律。 (2)實(shí)驗(yàn)電路：如圖1所示。 (3)E和r的求解 ①由U＝E－Ir，得， 解得。 ②作圖法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，由U＝E－Ir，得：圖象與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值為E，圖線斜率絕對(duì)值為r。 2．實(shí)驗(yàn)操作 (1)連接電路 電流表用0.6 A量程，電壓表用3 V量程，按圖1連接好電路。 (2)測(cè)量與記錄 ①把滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到使接入電路的阻值最大的一端。 ②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)并記錄一組數(shù)據(jù)(I1、U1)。用同樣方法測(cè)量幾組I、U值。填入表格。 ③斷開開關(guān)、拆除電路、整理器材。 (2018廣州高中畢業(yè)班綜合測(cè)試一)圖a為某同學(xué)測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖。 (1)虛線框內(nèi)是用毫安表改裝成電流表的電路。已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10 Ω，滿偏電流為100 mA，電阻R1＝2.5 Ω，由此可知，改裝后電流表的量程為________ A。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成相應(yīng)的填空： ①將滑動(dòng)變阻器R的滑片移到________端(選填“A”或“B”)，閉合開關(guān)S； ②多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I；某次測(cè)量時(shí)毫安表的示數(shù)如圖b所示，其讀數(shù)為________ mA。 ③以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作UI圖線，如圖c所示； ④根據(jù)圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，內(nèi)阻 r＝________ Ω。(結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位) 解析　(1)根據(jù)電流表改裝原理，改裝后的量程I＝I表＋I(xiàn)1＝I表＋，代入數(shù)據(jù)得I＝0.5 A。 (2)①為保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器為限流式接法時(shí)，閉合開關(guān)前，電阻應(yīng)調(diào)至最大，故滑片應(yīng)移到B端。②毫安表的最小刻度為2 mA，故讀數(shù)為68 mA。④UI圖象縱軸的截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，故由圖可知E＝1.48 V(1.47～1.49 V之間均可)，由于橫軸與縱軸的交點(diǎn)處，縱坐標(biāo)不為0，故不能用縱截距與橫軸截距之比求內(nèi)阻。電流表的電阻RA＝＝2 Ω，由E＝U＋5I(r＋RA)，r＋RA＝＝2.45 Ω，r＝0.45 Ω(0.43～0.48 Ω均可)。 答案　(1)0.5 (2)①B?、?8?、?.48(1.47～1.49之間均可)　0.45(0.43～0.48之間均可) 方法感悟 (1)畫UI圖象時(shí)，為使圖線盡量充滿整個(gè)坐標(biāo)空間，縱軸可不自零開始，并選取合適標(biāo)度。 (2)若電流表或電壓表內(nèi)阻已知，處理問題時(shí)可將其看做一電阻。 在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分別為0.1 Ω和1 kΩ，圖中為實(shí)驗(yàn)原理圖及所需元件圖。 (1)在圖中畫出連線將元件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路。 (2)一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見下表，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出UI圖象，根據(jù)圖象讀出電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，根據(jù)圖象求出電池內(nèi)阻r＝________ Ω。 答案　(1)如圖甲所示 (2)UI圖象如圖乙所示　1.46(1.45～1.47)　0.72 解析　(1)按照實(shí)驗(yàn)原理圖將實(shí)物圖連接起來，如答圖甲所示。 (2)按U、I數(shù)據(jù)，在方格紙UI坐標(biāo)上找點(diǎn)描跡，如答圖乙所示。然后將直線延長(zhǎng)，交U軸于U1＝1.46 V，此即為電源電動(dòng)勢(shì)；交I軸于I＝0.64 A，注意此時(shí)U2＝1.00 V，由閉合電路歐姆定律得I＝，則r＝＝ Ω≈0.72 Ω。 考點(diǎn)二　數(shù)據(jù)處理與誤差分析 1．?dāng)?shù)據(jù)處理 方法一：列方程組求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的大小 ①　②?、? 根據(jù)以上三組方程分別求出E、r，再取其平均值作為電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。 方法二：用圖象法處理數(shù)據(jù) 在坐標(biāo)紙上以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立UI坐標(biāo)系，在坐標(biāo)平面內(nèi)描出各組(I，U)值所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后盡量多地通過這些點(diǎn)作一條直線，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即是電源電動(dòng)勢(shì)的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線斜率的絕對(duì)值即為電源的內(nèi)阻r，即r＝＝。 2．誤差分析 (1)偶然誤差：讀數(shù)不準(zhǔn)引起誤差；用圖象法求E和r時(shí)，由于作圖不準(zhǔn)確造成誤差。 (2)系統(tǒng)誤差：用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法很簡(jiǎn)單，但系統(tǒng)誤差較大，這主要是由于電壓表和電流表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響而造成的。用這種方法測(cè)電動(dòng)勢(shì)可供選擇的電路有兩種，如圖甲、乙所示。 ①若采用甲圖電路，由于電壓表的分流作用造成誤差，電壓值越大，電壓表的分流越多，對(duì)應(yīng)的I真與I測(cè)的差越大。其UI圖象如圖丁所示。 結(jié)論：E測(cè)<E真，r測(cè)<r真。 ②若采用乙圖電路，由于電流表的分壓作用造成誤差，電流越大，電流表分壓越多，對(duì)應(yīng)U真與U測(cè)的差越大。其UI圖象如圖戊所示。 結(jié)論：E測(cè)＝E真，r測(cè)>r真。 另外，也可以用等效電路分析，實(shí)際電壓表等效于一個(gè)理想電壓表與一個(gè)電阻并聯(lián)，實(shí)際電流表等效于一個(gè)理想電流表與一個(gè)電阻串聯(lián)。所以用圖乙進(jìn)行測(cè)量時(shí)，仍把滑動(dòng)變阻器作為外電路，因此電流表應(yīng)看做內(nèi)電路的一部分，因?yàn)殡娏鞅砗碗娫创?lián)，所以等效內(nèi)阻r測(cè)應(yīng)等于電源真實(shí)內(nèi)阻r真和電流表內(nèi)阻RA之和，即r測(cè)＝r真＋RA>r真，此時(shí)如果斷開外電路，則電流為零，電流表兩端電勢(shì)相等，等效電源的電動(dòng)勢(shì)E測(cè)就是電源電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值E真，即E測(cè)＝E真。 用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，所用電流表和電壓表的內(nèi)阻分別為0.1 Ω和1 kΩ，如圖所示為所需的器材。 (1)請(qǐng)你把它們連成實(shí)驗(yàn)電路并在虛線框中畫出電路圖，注意兩個(gè)電表要選用適當(dāng)量程，并要求滑動(dòng)變阻器的滑片在右端時(shí)其電阻值最大。 (2)下列說法正確的是(　　) A．用圖甲所示電路時(shí)，E測(cè)<E真 B．用圖甲所示電路時(shí)，r測(cè)<r真 C．用圖乙所示電路時(shí)，E測(cè)<E真 D．用圖乙所示電路時(shí)，r測(cè)<r真 解析　(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如答案圖2所示，干電池的電動(dòng)勢(shì)在1.5 V左右，電壓表選擇0～3 V的量程，電流表選擇0～0.6 A的量程。實(shí)物連線如答案圖1所示。 (2)采用題圖甲所示接法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值；采用題圖乙所示電路時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值等于真實(shí)值，內(nèi)阻的測(cè)量值大于真實(shí)值。 答案　(1)如圖所示　(2)AB 方法感悟 該實(shí)驗(yàn)誤差來源分析 (1)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因有： ①電壓表的分流； ②通電時(shí)間過長(zhǎng)可能引起電阻值變化。 (2)偶然誤差產(chǎn)生的原因有： ①電表的讀數(shù)； ②作圖。 (2015江蘇高考)小明利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量一干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 (1)圖1中電流表的示數(shù)為________ A。 (2)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)記錄如下： 請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖2的方格紙上作出UI圖線。 由圖線求得：電動(dòng)勢(shì)E＝________ V；內(nèi)阻r＝________ Ω。 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明進(jìn)行了多次測(cè)量，花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間，測(cè)量期間一直保持電路閉合。其實(shí)，從實(shí)驗(yàn)誤差考慮，這樣的操作不妥，因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)0.44 (2)UI圖線如圖　1.60　1.22(1.18～1.26) (3)干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大 解析　(1)由圖可知，電流表的量程為0.6 A，精度為0.02 A，因此電流表的示數(shù)為0.02 A22＝0.44 A。 (2)由圖象與縱軸的截距得電動(dòng)勢(shì)為1.60 V，斜率即內(nèi)阻為r＝ Ω≈1.22 Ω。 (3)如果一直保持電路閉合，干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大。 考點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新 測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻除了前面講的電壓表、電流表方案，還可以考慮用電流表、電阻箱方案、電壓表、電阻箱方案以及雙電流表、雙電壓表方案等。并且處理數(shù)據(jù)所用圖象也多種多樣，不管怎樣，都寫成一次函數(shù)的形式，注意截距和斜率的物理意義。 以下為兩種典型方案。 (1)電流表、電阻箱方案(安阻法) 如圖所示，由I＝變形得 R＝－r，改變電路的外電阻R，測(cè)出一系列的I和R值，作出R 圖象。圖象在R軸上的截距即為電源的內(nèi)阻的負(fù)值，直線的斜率即電源的電動(dòng)勢(shì)E。 (2)電壓表、電阻箱方案(伏阻法) 如圖所示，由E＝U＋I(xiàn)r及I＝可得E＝U＋r，或＝＋，改變電路的外電阻R，測(cè)出一系列的U值，作出圖象。圖象在軸上的截距的倒數(shù)即為電源電動(dòng)勢(shì)，直線的斜率與在軸上的截距的倒數(shù)的乘積即為電源的內(nèi)阻。 (2018江蘇高考)一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 (1)如圖所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路。請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處____________；____________。 (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計(jì)算的數(shù)據(jù)見下表： 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作出R關(guān)系圖象，由圖象可計(jì)算出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為________ V；內(nèi)阻為________ Ω。 (3)為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后，該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端。調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí)，電壓表的指針位置如圖所示，則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為________ V；內(nèi)阻應(yīng)為________ Ω。 解析　(1)連接電路時(shí)電源應(yīng)與電路斷開，所以開關(guān)要斷開；另一錯(cuò)誤是電阻箱接入電路的電阻是零，這樣在閉合開關(guān)時(shí)，電路若產(chǎn)生強(qiáng)電流，容易燒壞電流表和電源。 (2)將數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線，作出一條傾斜的直線，如答圖所示。根據(jù)閉合電路歐姆定律E＝I(R＋r)得R＝E－r，所以圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢(shì)，E＝ V＝1.37 V，截距絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻：r＝0.43.0 Ω＝1.20 Ω。 (3)用電壓表與電流表并聯(lián)，可測(cè)得電流表的內(nèi)阻RA＝＝ Ω＝0.20 Ω，考慮電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，則E＝I(R＋RA＋r)，得R＝E－(RA＋r)，所以圖線的斜率仍表示電動(dòng)勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的準(zhǔn)確值為1.37 V，圖線的截距絕對(duì)值表示(RA＋r)，所以內(nèi)阻精確值為r＝(1.20－0.20) Ω＝1.00 Ω。 答案　(1)開關(guān)未斷開　電阻箱阻值為零 (2)圖象如圖所示。 1．37(1.30～1.44都算正確)　1.20(1.0～1.4都算正確) (3)1.37(結(jié)果與(2)問第一個(gè)空格一致)　1.00(結(jié)果比(2)問第二個(gè)空格小0.2) 方法感悟 用圖象法解決問題，關(guān)鍵是根據(jù)題意寫出函數(shù)關(guān)系，并根據(jù)圖象整理關(guān)系式，從而找出斜率或者截距的物理意義，最后求出E、r及相關(guān)的物理量。 某研究小組同學(xué)要測(cè)量一個(gè)未知電源的電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r。手邊的實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)E約為4 V，內(nèi)阻r約為0.8 Ω)，電壓表V(量程為1 V，內(nèi)阻RV約為1 kΩ)，滑動(dòng)變阻器R1(0～10.0 Ω)，滑動(dòng)變阻器R2(0～100.0 Ω)，電阻箱R3(0～99.99 Ω)，電阻箱R4(0～2.999 kΩ)，定值電阻R0(阻值為10 Ω)，開關(guān)S，導(dǎo)線若干。 (1)由于電壓表V的量程太小，需將電壓表量程擴(kuò)大為3 V，則應(yīng)測(cè)量此電壓表的內(nèi)阻RV，該小組同學(xué)依據(jù)圖甲電路進(jìn)行測(cè)量，步驟如下： ①S斷開，使滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P處于最左端a，并將電阻箱的阻值調(diào)為零； ②閉合S，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P由左端緩慢向右滑動(dòng)，當(dāng)電壓表的讀數(shù)為滿偏值時(shí)，滑動(dòng)片P停止滑動(dòng)； ③保持滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值使電壓表的讀數(shù)為滿偏值的一半時(shí)，記下電阻箱的阻值Ra＝995 Ω。 該實(shí)驗(yàn)中電阻箱應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________。(填入器材所對(duì)應(yīng)的符號(hào)) 從以上步驟測(cè)得的數(shù)據(jù)可得，要改裝成量程為3 V的電壓表，該電壓表應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻Rb＝________ Ω。 (2)研究小組的同學(xué)利用題給的電壓表(表盤未改動(dòng))串聯(lián)分壓電阻Rb構(gòu)成量程為3 V的電壓表后，設(shè)計(jì)了圖乙的電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)E及內(nèi)阻r。為了使電壓表的讀數(shù)隨電阻箱的阻值改變而有較大的變化，在干路上連接了一個(gè)阻值為R0的定值電阻，實(shí)驗(yàn)過程中通過改變電阻箱的阻值R得到多組對(duì)應(yīng)電壓表的讀數(shù)值U。導(dǎo)出的與的函數(shù)關(guān)系式為____________；由此作出的圖象如圖丙所示，得到圖線的截距為b，斜率為k。則電源電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為________；內(nèi)阻的表達(dá)式為________。 答案　(1)R4　R1　1990 (2)＝＋　E＝　r＝－R0 解析　(1)該實(shí)驗(yàn)中電阻箱應(yīng)選用R4，滑動(dòng)變阻器分壓接法應(yīng)選用R1，由半偏法原理可知電壓表內(nèi)阻RV＝Ra＝995 Ω，由電表的改裝可知該電壓表應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻Rb＝Ra＝1990 Ω。 (2)由閉合電路歐姆定律E＝3U＋(r＋R0)，整理得＝＋，截距b＝，斜率k＝，解得E＝，r＝－R0。 課后作業(yè) 1.(2018銀川一中高三一模)如圖所示，用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，在電路中接一阻值為2 Ω的電阻R0，通過調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值，得到幾組電表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： (1)R0的作用是______________________。 (2)用作圖法在坐標(biāo)系內(nèi)作出UI圖線。 (3)利用圖線，測(cè)得電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，內(nèi)阻r＝________ Ω。 (4)某同學(xué)測(cè)另一串聯(lián)電池組的輸出功率P隨外電阻R變化的曲線如圖所示。由所得圖線可知，被測(cè)電池組電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，電池組的內(nèi)阻r＝________ Ω。 答案　(1)保護(hù)電源、電表，防止短路 (2)如圖所示 (3)1.5　1　(4)30　5 解析　(1)通過電源、電表的電流不宜太大，故在干路上串聯(lián)一個(gè)定值電阻，以防止短路，減小最大電流。故答案為：保護(hù)電源、電表，防止短路。 (2)先描點(diǎn)，然后用一條直線連接起來，如果不能通過所有點(diǎn)，使直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相同，見答案圖。 (3)電源的UI圖象的縱軸截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，故E＝1.5 V；斜率大小表示內(nèi)電阻，即R0＋r＝＝＝3 Ω，故r＝3 Ω－2 Ω＝1 Ω。 (4)當(dāng)內(nèi)外電阻相等時(shí)電源的輸出功率最大，由圖象可知，當(dāng)R＝5 Ω時(shí)，P有最大值為45 W，根據(jù)P＝得此時(shí)路端電壓為U＝15 V，所以電動(dòng)勢(shì)為E＝30 V，電池組的內(nèi)阻為5 Ω。 2．(2018甘肅省蘭化一中高三二模)某學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，同時(shí)測(cè)量電壓表V1、V2的內(nèi)阻(由電流計(jì)改裝，所用量程的內(nèi)阻較小)。可使用的器材有：電流表A1、A2、A3，開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器R1、R2，若干導(dǎo)線。 (1)按照原理圖甲將圖乙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整。 (2)完成電路連接后，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ⅰ.閉合開關(guān)S，通過反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2，使電流表A3的示數(shù)為0，此時(shí)電流表A1、A2的示數(shù)分別為104.1 mA和81.5 mA，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為1.60 V和1.03 V。 ⅱ.再次調(diào)節(jié)R1、R2，使電流表A3的示數(shù)再次為0，此時(shí)電流表A1、A2的示數(shù)分別為167.7 mA和46.4 mA，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為0.91 V和1.66 V。 完成下列填空： ①實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2，當(dāng)電流表A3示數(shù)為0時(shí)，電路中B點(diǎn)與C點(diǎn)的電勢(shì)________。(填“相等”或“不相等”) ②根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，內(nèi)阻r＝________ Ω。(均保留一位小數(shù)) ③根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，電壓表V1的內(nèi)阻為________ Ω，電壓表V2的內(nèi)阻為________ Ω。(均保留一位小數(shù)) ④電流表A1、A2的內(nèi)阻對(duì)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量________影響。(填“有”或“無(wú)”) 答案　(1)如圖所示 (2)①相等?、?.0　2.1?、?9.6　9.9　④無(wú) 解析　(2)①實(shí)驗(yàn)中，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2，當(dāng)電流表A3示數(shù)為0時(shí)，電路中B點(diǎn)與C點(diǎn)的電勢(shì)相等。 ②根據(jù)閉合電路的歐姆定律E＝U＋I(xiàn)r可得： E＝(1.60＋1.03)＋(104.1＋81.5)10－3r； E＝(1.66＋0.91)＋(167.7＋46.4)10－3r； 聯(lián)立解得：r＝2.1 Ω，E＝3.0 V。 ③由歐姆定律可知：RV2＝＝ Ω＝9.9 Ω；RV1＝＝ Ω＝19.6 Ω。 ④由實(shí)驗(yàn)電路可知，電流表A1、A2的內(nèi)阻對(duì)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量無(wú)影響。 3．(2018安徽省江南十校3月檢測(cè))如圖所示，該電路在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的同時(shí)也能完成對(duì)未知電阻Rx的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下： A．待測(cè)電阻Rx(約10 Ω) B．電源(四節(jié)干電池) C．電阻箱(0～99.9 Ω) D．電壓表V1(量程6 V，內(nèi)阻約8 kΩ) E．電壓表V2(量程3 V，內(nèi)阻約4 kΩ) (1)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，讓電壓表V2接近滿偏，并讀出兩個(gè)電壓表的讀數(shù)。逐漸增加電阻箱的阻值，并分別讀出兩只電壓表讀數(shù)。則隨著電阻箱阻值的增加，電壓表V1讀數(shù)________，電壓表V2讀數(shù)________。(填“增大”或“減小”) (2)如果縱坐標(biāo)表示兩個(gè)電壓表讀數(shù)之比，橫坐標(biāo)表示電阻箱的阻值R，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖象如圖1。則待測(cè)電阻Rx＝________ Ω。 (3)如果縱坐標(biāo)表示某電壓表讀數(shù)U，橫坐標(biāo)表示兩個(gè)電壓表讀數(shù)之差與電阻箱阻值的比值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖象如圖2。其中能讀出電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的是________(填“圖線Ⅰ”或“圖線Ⅱ”)。兩圖線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為________ A，縱坐標(biāo)為________ V(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。 答案　(1)增大　減小　(2)9　(3)圖線Ⅰ　0.40　3.6 解析　(1)電阻箱的阻值R增大，根據(jù)I＝可知電路電流減小，內(nèi)電壓減小，外電壓增大，即電壓表V1的示數(shù)增大，電壓表V2的示數(shù)U2＝IRx減小。 (2)由歐姆定律知，U1＝I(R＋Rx)，U2＝IRx，聯(lián)立可得：＝＋1，由圖知當(dāng)R＝18 Ω時(shí)，＝3，代入數(shù)據(jù)可得Rx＝9 Ω。 (3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律：U1＝－r＋E，根據(jù)圖線Ⅰ可讀出電動(dòng)勢(shì)E＝6 V、內(nèi)阻r＝6 Ω； 圖線Ⅱ：U2＝Rx，圖線交點(diǎn)： U＝－r＋E＝Rx， 代入數(shù)據(jù)解得：＝0.40 A，U＝3.6 V。 4．(2018濰坊高三統(tǒng)考)某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，可選用的實(shí)驗(yàn)器材如下： A．待測(cè)干電池 B．電流表A1(0～200 μA，內(nèi)阻為500 Ω) C．電流表A2(0～0.6 A，內(nèi)阻約為0.3 Ω) D．電壓表V(0～15 V，內(nèi)阻約為5 kΩ) E．電阻箱R(0～9999.9 Ω) F．定值電阻R0(阻值為1 Ω) G．滑動(dòng)變阻器R′(0～10 Ω) H．開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)該小組在選擇器材時(shí)，放棄使用電壓表，原因是______________。 (2)該小組利用電流表和電阻箱改裝成一量程為2 V的電壓表，并設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，圖中電流表a為________(選填“A1”或“A2”)，電阻箱R的阻值為________ Ω。 (3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，讀出兩電流表的示數(shù)I1、I2的多組數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上描繪出I1－I2圖線如圖乙所示。根據(jù)描繪出的圖線，可得所測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，內(nèi)阻r＝________ Ω。(保留兩位有效數(shù)字) 答案　(1)電壓表量程太大，測(cè)量誤差大 (2)A1　9500　(3)1.5　0.76 解析　(1)由于一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，而電壓表的量程為15 V，量程太大，測(cè)量誤差較大，因此放棄使用電壓表。 (2)將電流表改裝成電壓表時(shí)，應(yīng)將內(nèi)阻已知的電流表進(jìn)行改裝，即題圖甲中的電流表a應(yīng)為A1，由電壓表的改裝原理可知Ig(R1＋R)＝U，代入數(shù)據(jù)得，20010－6 A(500 Ω＋R)＝2 V，解得R＝9500 Ω。 (3)由閉合電路歐姆定律可得E＝I1(R1＋R)＋(I1＋I(xiàn)2)(R0＋r)，整理得I1＝－I2＋，結(jié)合題圖乙可得＝14810－6 A，－＝，解得E≈1.5 V、r≈0.76 Ω。 5.根據(jù)閉合電路歐姆定律，用圖甲所示電路可以測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。圖中R0是定值電阻，通過改變R的阻值，測(cè)出R0兩端的對(duì)應(yīng)電壓U12，對(duì)所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在R坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點(diǎn)，如圖乙所示。已知R0＝150 Ω，請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。 (1)圖乙中電阻為________ Ω的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除。 (2)在坐標(biāo)紙上畫出R關(guān)系圖線。 (3)圖線的斜率是________ V－1Ω－1，由此可得電池電動(dòng)勢(shì)Ex＝________ V。 答案　(1)80.0(2)圖見解析 (3)4.4410－3(4.4210－3～4.4610－3均正確) 1.50(1.49～1.51均正確) 解析　(1)圖中偏離圖線較遠(yuǎn)的點(diǎn)要舍去，所以電阻為80.0 Ω的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除。 (2)在坐標(biāo)紙畫一條平滑曲線，如圖所示。 (3)圖線的斜率k＝ V－1Ω－1≈4.4410－3 V－1Ω－1，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得＝，整理得＝＋R，即＝4.4410－3，則電池電動(dòng)勢(shì)Ex≈1.50 V。 6．物理興趣小組的同學(xué)用如下器材測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻： 直流電流表(量程0～0.6 A,0～3 A；內(nèi)阻約1 Ω) 直流電壓表(量程0～3 V,0～15 V；內(nèi)阻約5 kΩ) 定值電阻R0(阻值近似為8 Ω) 滑動(dòng)變阻器R(0～10 Ω，2 A) 電源(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，內(nèi)阻約為4 Ω) 開關(guān)和若干導(dǎo)線 有兩個(gè)小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，然后這兩個(gè)小組的同學(xué)按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。分析下列問題： (1)如果某小組的同學(xué)選用實(shí)驗(yàn)方案二，則請(qǐng)按方案二將下列實(shí)物圖連接起來。 (2)實(shí)驗(yàn)后兩個(gè)小組的同學(xué)將他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作在同一個(gè)UI坐標(biāo)中，得到了如圖所示的兩條伏安特性曲線。通過分析可知圖中所示的伏安特性曲線中，甲圖線是利用方案________實(shí)驗(yàn)得到的圖象，乙圖線是利用方案________(均填“一”或“二”)實(shí)驗(yàn)得到的圖象。 (3)圖中兩圖線在縱軸上的截距相同，由圖可知，被測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E＝________ V，電源的內(nèi)阻r＝________ Ω。 (4)本實(shí)驗(yàn)中提供的定值電阻的阻值R0＝________ Ω。 答案　(1)如圖所示 (2)二　一　(3)1.50　3.98　(4)8.30 解析　(1)所連實(shí)物圖如答圖所示。 (2)在方案二中將R0等效為電源的內(nèi)阻，由此該方案所測(cè)得的電源內(nèi)阻將變大，所以圖中甲圖線是由方案二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的，圖線乙是由方案一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的。 (3)對(duì)于方案一，可將R0看成是滑動(dòng)變阻器的一部分，由圖象求得電源的電動(dòng)勢(shì)為E＝1.50 V。 由圖象乙可求得電源的內(nèi)阻為r＝＝ Ω≈3.98 Ω。 (4)對(duì)于方案二，由閉合電路的歐姆定律得E＝U＋I(xiàn)(r＋R0)，可見R0可等效為電源的內(nèi)阻，可見在UI圖象中圖象在縱坐標(biāo)上的截距表示電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象的斜率表示“電源內(nèi)阻與R0之和”，由圖象甲可得：r＋R0＝＝ Ω≈12.28 Ω，可得R0＝12.28 Ω－3.98 Ω＝8.30 Ω。