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?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?？键c(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的求解由UEIr，得，解得。作圖法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，由UEIr，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。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。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 ，滿偏電流為100 mA，電阻R12.5 ，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：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；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。以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作UI圖線，如圖c所示；根據(jù)圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E_ V，內(nèi)阻 r_ 。(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II表I1I表，代入數(shù)據(jù)得I0.5 A。(2)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。毫安表的最小刻度為2 mA，故讀數(shù)為68 mA。UI圖象縱軸的截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，故由圖可知E1.48 V(1.471.49 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RA2 ，由EU5I(rRA)，rRA2.45 ，r0.45 (0.430.48 均可)。答案(1)0.5(2)B681.48(1.471.49之間均可)0.45(0.430.48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 和1 k，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_ 。答案(1)如圖甲所示(2)UI圖象如圖乙所示1.46(1.451.47)0.72解析(1)按照實(shí)驗(yàn)原理圖將實(shí)物圖連接起來(lái)，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U11.46 V，此即為電源電動(dòng)勢(shì)；交I軸于I0.64 A，注意此時(shí)U21.00 V，由閉合電路歐姆定律得I，則r 0.72 ?？键c(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析1數(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。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。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 和1 k，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(shuō)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03 V的量程，電流表選擇00.6 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(lái)源分析(1)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因有：電壓表的分流；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：電表的讀數(shù)；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_ 。(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1.601.22(1.181.26)(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 A220.44 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 1.22 。(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?？键c(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 Rr，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EUIr及I可得EUr，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_ 。(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_ 。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EI(Rr)得REr，所以圖線的斜率表示電源電動(dòng)勢(shì)，E V1.37 V，截距絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻：r0.43.0 1.20 。(3)用電壓表與電流表并聯(lián)，可測(cè)得電流表的內(nèi)阻RA 0.20 ，考慮電表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，則EI(RRAr)，得RE(RAr)，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(RAr)，所以內(nèi)阻精確值為r(1.200.20) 1.00 。答案(1)開關(guān)未斷開電阻箱阻值為零(2)圖象如圖所示。137(1.301.44都算正確)1.20(1.01.4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 )，電壓表V(量程為1 V，內(nèi)阻RV約為1 k)，滑動(dòng)變阻器R1(010.0 )，滑動(dòng)變阻器R2(0100.0 )，電阻箱R3(099.99 )，電阻箱R4(02.999 k)，定值電阻R0(阻值為10 )，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：S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；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)；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Ra995 。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_ 。(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)R4R11990(2)ErR0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RVRa995 ，由電表的改裝可知該電壓表應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻RbRa1990 。(2)由閉合電路歐姆定律E3U(rR0)，整理得，截距b，斜率k，解得E，rR0。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 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_ 。(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_ 。答案(1)保護(hù)電源、電表，防止短路(2)如圖所示(3)1.51(4)305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(lái)，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E1.5 V；斜率大小表示內(nèi)電阻，即R0r3 ，故r3 2 1 。(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)R5 時(shí)，P有最大值為45 W，根據(jù)P得此時(shí)路端電壓為U15 V，所以電動(dòng)勢(shì)為E30 V，電池組的內(nèi)阻為5 。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)?？墒褂玫钠鞑挠校弘娏鞅鞟1、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)：.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。.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：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”)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_ 。(均保留一位小數(shù))根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，電壓表V1的內(nèi)阻為_ ，電壓表V2的內(nèi)阻為_ 。(均保留一位小數(shù))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)相等3.02.119.69.9無(wú)解析(2)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。根據(jù)閉合電路的歐姆定律EUIr可得：E(1.601.03)(104.181.5)103r；E(1.660.91)(167.746.4)103r；聯(lián)立解得：r2.1 ，E3.0 V。由歐姆定律可知：RV2 9.9 ；RV1 19.6 。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 )B電源(四節(jié)干電池)C電阻箱(099.9 )D電壓表V1(量程6 V，內(nèi)阻約8 k)E電壓表V2(量程3 V，內(nèi)阻約4 k)(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_ 。(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”或“圖線”)。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0.403.6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)U2IRx減小。(2)由歐姆定律知，U1I(RRx)，U2IRx，聯(lián)立可得：1，由圖知當(dāng)R18 時(shí)，3，代入數(shù)據(jù)可得Rx9 。(3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律：U1rE，根據(jù)圖線可讀出電動(dòng)勢(shì)E6 V、內(nèi)阻r6 ；圖線：U2Rx，圖線交點(diǎn)：UrERx，代入數(shù)據(jù)解得：0.40 A，U3.6 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(0200 A，內(nèi)阻為500 )C電流表A2(00.6 A，內(nèi)阻約為0.3 )D電壓表V(015 V，內(nèi)阻約為5 k)E電阻箱R(09999.9 )F定值電阻R0(阻值為1 )G滑動(dòng)變阻器R(010 )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_ 。(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I1I2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_ 。(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)A19500(3)1.50.76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(R1R)U，代入數(shù)據(jù)得，200106 A(500 R)2 V，解得R9500 。(3)由閉合電路歐姆定律可得EI1(R1R)(I1I2)(R0r)，整理得I1I2，結(jié)合題圖乙可得148106 A，解得E1.5 V、r0.76 。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R0150 ，請(qǐng)完成以下數(shù)據(jù)分析和處理。(1)圖乙中電阻為_ 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_ V11，由此可得電池電動(dòng)勢(shì)Ex_ V。答案(1)80.0(2)圖見解析(3)4.44103(4.421034.46103均正確) 1.50(1.491.51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 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 V114.44103 V11，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，整理得R，即4.44103，則電池電動(dòng)勢(shì)Ex1.50 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00.6 A,03 A；內(nèi)阻約1 )直流電壓表(量程03 V,015 V；內(nèi)阻約5 k)定值電阻R0(阻值近似為8 )滑動(dòng)變阻器R(010 ，2 A)電源(電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V，內(nèi)阻約為4 )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(lái)。(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_ 。(4)本實(shí)驗(yàn)中提供的定值電阻的阻值R0_ 。答案(1)如圖所示(2)二一(3)1.503.98(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E1.50 V。由圖象乙可求得電源的內(nèi)阻為r 3.98 。(4)對(duì)于方案二，由閉合電路的歐姆定律得EUI(rR0)，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：rR0 12.28 ，可得R012.28 3.98 8.30 。