2024年高考物理实验测定电源的电动势和内阻针对训练含解析

《试验：测定电源的电动势和内阻》针对训练1．某试验小组利用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内阻（1）请在虚线框中画出试验的电路图。（2）试验的主要步骤如下：①检查并调整电压表指针指零，将开关S断开，依据电路图连线。②调整电阻箱R的阻值至________。③将开关S闭合，渐渐调整电阻箱的阻值使电压表指针有足够的偏转，登记此时电阻箱的阻值R和电压表的示数U。④变更电阻箱的阻值，测出几组U及R的数据，作出eq\f(1,R)－eq\f(1,U)的图线如图所示（单位为国际单位制单位）。（3）由作出的eq\f(1,R)－eq\f(1,U)图线可求得电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）见解析（2）最大值（3）3.3V【解析】（1）（2）为了爱护电路，电阻箱的阻值应调为最大值。（3）由闭合电路欧姆定律E＝U＋eq\f(U,R)r，得到eq\f(1,R)＝eq\f(E,r)·eq\f(1,U)－eq\f(1,r)，由图象在纵轴上截距的肯定值得内阻r＝1.0Ω，由图象斜率可得电动势E＝3.3V。2．用图所示的电路测定一种特别电池的电动势和内阻，它的电动势E约为8V，内阻r约为30Ω，已知该电池允许输出的最大电流为40mA。为防止调整滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当爱护电阻，除待测电池外，可供运用的试验器材还有：A．电流表A0Ω、额定电流为1A）；G．导线和单刀单掷开关若干。（1）为了电路平安及便于操作，定值电阻应当选________；滑动变阻器应当选________。（填写器材名称）（2）接入符合要求的用电器后，闭合开关S，调滑动变阻器的阻值，读取电压表和电流表的示数。取得多组数据，作出了如图所示的图线。依据图线得出该电池的电动势E为________V，内阻r为________Ω。（结果保留两位有效数字）（3）若所给电压表已被损坏，其他器材均可运用。重新选择器材，设计电路测定该电池电动势和内阻。请在虚线框中画出设计的电路图并在上面标明选定器材的名称。【答案】（1）R2R4（2）7.8V29Ω（3）见解析【解析】（1）电压表量程为6V，电池允许输出的最大电流为40mA，故滑动变阻器接入电路电阻必大于150Ω，所以滑动变阻器应选R4，爱护电阻至少要分压2V，当电压表示数为零时，爱护电阻要分压8V，所以爱护电阻应选阻值为200Ω的R2。（2）图线纵轴截距为电池电动势，可得E＝7.8V。图线的斜率k＝R2＋r＝eq\f(7.80－0.00,0.034－0.00)Ω＝229Ω，得r＝29Ω。（3）电压表损坏，至少要测量2次，依据所供应器材，可以考虑用2个单刀单掷开关变更电路总电阻，测出对应电流，得出电池内阻和电动势，所以设计如图所示电路。3．甲同学采纳如图所示的电路测定电源的电动势和内电阻。供应的器材：电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）及滑动变阻器R、电键S、导线。（1）连好电路后，当该同学闭合电键S，发觉电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好，且电路未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接ab、bc和de时，示数均为0，把两表笔接cd时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是____________________________。（2）解除故障后，该同学顺当完成试验数据的测量，如下表所示。并依据数据在空白的坐标纸上作出如图所示的U－I图线，该图存在多处不妥之处，请指出。（指出两处不妥之处）I/A0.100.200.300.400.500.60U/V2.932.872.852.772.752.70①__________________________________________________；②__________________________________________________。该同学依据上表数据可测出电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。（3）为了在试验中爱护电流表和调整电阻时使电压表、电流表的示数变更均明显，乙同学对甲同学的试验进行改进，设计了如图所示的电路，电路中电阻R0应当选取下列备选电阻中的哪一个？_____。A．1ΩB．5ΩC．10ΩD．20Ω【答案】（1）断路（2）U轴坐标起点的选取从0起先明显不妥；建立坐标系时没有标明单位也是不妥2.98V，0.50Ω（3）B【解析】（1）发觉电流表示数为0，电压表示数不为0，电流表或R处断路，用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，知滑动变阻器R断路。（2）由题图可知，图线几乎分布在一个很小的区域内，缘由是电压U的取值范围在2.70～3.00V之间，而U轴坐标起点的选取从0起先明显不妥；此外该同学建立坐标系时没有标明单位也是不妥；还有画图线时应尽量使更多的点落在直线上，不在直线上的点应尽量对称分布在直线的两侧，偏离直线太远的点应去掉，该同学作图时没有将不在直线上的点匀称分布在直线两侧也是不妥。依据闭合电路欧姆定律可知，图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，图线的斜率的肯定值表示内阻，则可知E＝2.98V，内阻r＝eq\f(2.98－2.68,0.6)Ω＝0.50Ω。（3）爱护电阻R0应大约为R0＝eq\f(3,0.6)Ω＝5Ω，所以B选项正确。4．用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约4.5V，内电阻约1Ω）的电动势和内电阻，除待测电池组、电键、导线外，还有下列器材供选用：A．电流表：量程0.6A，内电阻约1ΩB．电流表：量程3A，内电阻约0.2ΩC．电压表：量程3V，内电阻约30kΩD．电压表：量程6V，内电阻约60kΩE．滑动变阻器：0～1000Ω，额定电流0.5AF．滑动变阻器：0～20Ω，额定电流2A（1）为了使测量结果尽量精确，电流表应选用_____，电压表应选用____，滑动变阻器应选用_____（均填仪器的字母代号）。（2）图为正确选择仪器后，连好的部分电路．为了使测量误差尽可能小，还需在电路中用导线将_______和_______相连、________和________相连、________和_______相连（均填仪器上接线柱的字母代号）。（3）试验时发觉电流表坏了，于是不再运用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成试验。试验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U。用图象法处理采集到的数据，为在直角坐标系中得到的函数图象是一条直线，则可以_______为纵坐标，以_______为横坐标。【答案】（1）ADF（2）adcgfh（3）eq\f(1,U)eq\f(1,R)（或Ueq\f(U,R)或eq\f(R,U)R）【解析】（1）因三节干电池的电动势约为4.5V，故电压表应选D；因干电池放电电流不宜超过0.5A，故电流表应选A；由电压表和电流表的测量范围可知滑动变阻器选用F即可。（2）本试验的试验电路应如图所示。为了连接成如图所示的试验电路，还须要用导线将a与d、c与g、f与h相连。（3）试验时，电流表不再运用，电阻箱代替滑动变阻器，试验电路图如图所示。依据闭合电路欧姆定律得U＋eq\f(U,R)r＝E，整理可得三种状况：a．eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，以eq\f(1,U)为纵坐标，eq\f(1,R)为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；b．U＝E－r·eq\f(U,R)，以U为纵坐标，eq\f(U,R)为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线；c．eq\f(R,U)＝eq\f(1,E)·R＋eq\f(r,E)，以eq\f(R,U)为纵坐标，R为横坐标，在直角坐标系中图象为一条直线。5．在测量一节干电池电动势E和内阻r试验中，小明设计了如图甲所示的试验电路。（1）依据图甲试验电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。（2）试验起先前，应先将滑动变阻器的滑片P移至______（选填“a”或“b”）端。（3）合上开关S1，S2接图甲中的1位置，变更滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，变更滑动变阻器阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图丙所示，两直线与纵轴的截距分别为UA、UB，与横轴的截距分别为IA、IB。①S2接1位置时，作出的U－I图线是图丙中的________（选填“A”或“B”）线；②S2接1位置时，测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，缘由是________表（选填“电压”或“电流”）的示数偏_____（选填“大”或“小”）。【答案】（1）见解析图（2）a（3）①B②电流偏小【解析】（1）实物连线图如图所示（2）为爱护电流表，试验起先前，应将滑片P移至电阻最大的a端。（3）①当S2接1位置时，可把电压表与电源看做一个等效电源，依据闭合电路欧姆定律E＝U断可知，电动势和内阻的测量值均小于真实值，所以作出的U－I图线应是B线；②测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，缘由是电压表的分流，结果使电流表的示数偏小。6．小明利用如图所示的试验装置测量一干电池的电动势和内阻。（1）图中电流表的示数为________A。（2）调整滑动变阻器，电压表和电流表的示数记录如下：请依据表中的数据，在坐标纸上作出U－I图线（如图）。由图线求得：电动势E＝____V；内阻r＝_____Ω。U（V）1.451.361.271.161.06I（A）0.120.200.280.360.44（3）试验时，小明进行了多次测量，花费了较长时间，测量期间始终保持电路闭合。其实，从试验误差考虑，这样的操作不妥，因为_____。【答案】（1）0.44（2）U－I图象见解析图1.60（1.58～1.62都算对）1.22（1.18～1.26都算对）（3）干电池长时间运用后，电动势和内阻会发生变更，导致试验误差增大。【解析】（1）由试验装置图可知，电流表运用0.6A量程，所以读数为0.44A。（2）描点作图，如图所示。依据U＝－Ir＋E可得电动势为E＝1.60V；图线斜率的肯定值等于内阻r＝1.22Ω；（3）干电池长时间运用后，电动势和内阻会发生变更，导致试验误差增大。7．依据闭合电路欧姆定律，用图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，通过变更R的阻值，测出R0两端的对应电压U12，对所得的试验数据进行处理，就可以实现测量目的，依据试验数据在eq\f(1,U12)－R坐标系中描出坐标点，如图所示。已知R0＝150Ω，请完成以下数据分析和处理。（1）图中电阻为________Ω的数据点应剔除；（2）在坐标纸上画出eq\f(1,U12)－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Ex＝________V。【答案】（1）80.0（2）见解析图（3）4.44×10－31.50【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可知：Ex＝eq\f(U12,R0)（R＋r）＋U12即eq\f(1,U12)＝eq\f(1,ExR0)R＋eq\f(1,Ex)（1+）由此可知eq\f(1,U12)－R关系图线是一条直线。电阻R＝80.0Ω的点不落在直线上，应剔除。（2）画出eq\f(1,U12)－R的关系图线如图所示。（3）斜率k＝eq\f(1.52－0.72,180)V－1·Ω－1＝4.44×10－3V－1·Ω－1。8．某同学为了测量一节电池的电动势和内阻，从试验室找到以下器材：一个满偏电流为100μA、内阻为2500Ω的表头，一个开关，两个电阻箱（0～999.9Ω）和若干导线。（1）由于表头量程偏小，该同学首先需将表头改装成量程为50mA的电流表，则应将表头与电阻箱_____（填“串联”或“并联”），并将该电阻箱阻值调为___Ω。（2）接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量，试验电路如图所示，通过变更电阻R测相应的电流I，且作相关计算后一并记录如下表。123456R/Ω95.075.055.045.035.025.0I/mA15.018.724.829.536.048.0IR/V1.421.401.361.331.261.20①依据表中数据，图中已描绘出四个点，请将第5、6两组数据也描绘在图中，并画出IR－I图线；②依据图线可得电池的电动势E是______V，内阻r是______Ω。【答案】（1）并联5.0（2）①见解析图②1.532.0【解析】（1）要将电流表量程扩大，须要并联电阻，由并联电路特点：I＝Ig＋eq\f(IgRg,R)，将I＝50mA，Ig＝100μA，Rg＝2500Ω代入解得R＝5.0Ω。（2）①作IR－I图线，如图所示。②依据试验电路知，IR表示电源的路端电压，I表示电路的电流，故IR－I图线的纵轴截距即为电池的电动势，则E＝1.53V，图线斜率的肯定值减去改装后的电流表阻值即为电池的内阻，则r＝2.0Ω。9．某同学用如图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和内阻r，R为电阻箱。干电池的工作电流不宜超过0.5A。试验室供应的器材如下：电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）；电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）；开关、导线若干。（1）请依据图的电路图在图中画出连线，将器材连接成试验电路。（2）试验时，变更电阻箱R值，记录电压表的示数U，得到若干组R、U的数据。依据试验数据绘出如图所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图线。由图象得出电池组的电动势E＝________V，内阻r＝______Ω。（3）关于这个试验中存在的误差以及减小误差的各种方法，下列说法正确的是A．电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差B．该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差C．本试验用图象法处理数据可以减小偶然误差D．假如将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差【答案】（1）见解析（2）2.86（2.85～2.87均可）6.07（6.06～6.08均可）（3）CD【解析】（1）如图所示（2）依据闭合电路欧姆定律得E＝U＋eq\f(Ur,R)，变换为eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，结合图象可得图线斜率eq\f(r,E)＝eq\f(0.85,0.40)＝2.125，图线在纵轴上截距eq\f(1,E)＝0.35，解得电动势E≈2.86V，内阻r≈6.07Ω。（3）电压表的分流作用引起的误差属于系统误差，选项A错误；该同学读电压表读数引起的误差属于偶然误差，选项B错误。10．利用如图所示电路，可以测量电源的电动势和内阻，所用的试验器材有：待测电源，电阻箱R（最大阻值为999.9Ω），电阻R0（阻值为3.0Ω），电阻R1（阻值为3.0Ω），电流表（量程为200mA，内阻为RA＝6.0Ω），开关S。试验步骤如下：①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；②多次调整电阻箱，登记电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；③以eq\f(1,I)为纵坐标，R为横坐标，作eq\f(1,I)－R图线（用直线拟合）；④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。回答下列问题：（1）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则eq\f(1,I)与R的关系式为___。（2）试验得到的部分数据如下表所示，其中电阻R＝3.0Ω时电流表的示数如图所示，读出数据，完成下表。答：①__________，②__________。R/Ω1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.125①0.1000.0910.0840.077eq\f(1,I)/A－16.998.00②10.011.011.913.0（3）在图的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图，依据图线求得斜率k＝______A－1·Ω－1，截距b＝______A－1。（4）依据图线求得电源电动势E＝_____V，内阻r＝______Ω。【答案】（1）eq\f(1,I)＝eq\f(15＋3r,E)＋eq\f(3,E)R（2）0.1109.09（3）图见解析1.0（0.96～1.04）6.0（5.9～6.1）（4）3.0（2.7～3.3）1.0（0.6～1.4）【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可知E＝3I（r＋R0＋R＋eq\f(RA·R1,RA＋R1)），所以eq\f(1,I)＝eq\f(3,E)（r＋R0＋R＋eq\f(RA·R1,RA＋R1)）＝eq\f(15＋3r,E)＋eq\f(3,E)R。（2）依据题图得，电流表读数I＝110mA＝0.110A，所以eq\f(1,I)≈9.09A－1。（3）描点作图，直线的斜率为k＝1.0A－1·Ω－1，截距为b＝6.0A－1。（4）依据函数关系eq\f(1,I)＝eq\f(15＋3r,E)＋eq\f(3,E)R可得，截距eq\f(15＋3r,E)＝6.0A－1，斜率eq\f(3,E)＝1.0A－1·Ω－1，由此得E＝3.0V，r＝1.0Ω.结合eq\f(1,U12)＝eq\f(1,ExR0)R＋eq\f(1,Ex)（1＋eq\f(r,R0)）可知：eq\f(1,ExR0)＝4.44×10－3所以Ex＝1.50V。11．用如图所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调整滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起爱护作用。除电池、开关和导线外，可供运用的试验器材还有：a、电流表，量程0.6A、3A；b、电压表，量程3V、15V；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；e、滑动变阻器，阻值范围0～10Ω、额定电流2A；f、滑动变阻器，阻值范围0～100Ω、额定电流1A。那么（1）要正确完成试验，电压表的量程应选择________V，电流表的量程应选择________A；R0应选择________Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是______Ω的滑动变阻器。（2）引起该试验系统误差的主要缘由是______________________________。【答案】（1）30.610～10（2）电压表的分流【解析】（1）由于电源是一节干电池（约1.5V），所以选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般为几欧，加上爱护电阻，最大电流也在1.0A以下，小于量程3A的eq\f(1,3)，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻较小，爱护电阻不宜太大，选1Ω的即可，否则会使电流表、电压表读数范围较小，造成较大的误差；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就能很好地限制电路中的电流和电压，因此取0～10Ω范围。（2）由于电压表的分流作用，使电流表读数总是比干路电流小，造成E测<E真，r测<r真。12．某探讨性学习小组采纳如图所示的电路测量某干电池的电动势E和内阻r，R为电阻箱，V为志向电压表，其量程略大于电池的电动势。试验中通过多次变更电阻箱的阻值R，从电压表上读出相应的示数U，该小组同学发觉U与R不成线性关系，于是求出了相应的电阻与电压的倒数如下表所示。序号12345671/R（Ω－1）0.10.40.51.02.02.55.01/U（V－1）0.360.440.430.600.871.001.58回答下列问题：（1）依据表中的数据和试验原理，你认为第_____（填序号）组数据是错误的，缘由是________________。（2）依据试验数据，请在图所给的坐标系中绘出eq\f(1,U)–－eq\f(1,R)关系图线。（3）由图线可知，该干电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）3随着电阻的减小路端电压应渐渐减小（2）见解析图（3）2.90.71【解析】（1）依据E＝U＋eq\f(U,R)r，得eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，知eq\f(1,R)变大，eq\f(1,U)就变大，故第3组数据错误。（2）依据给定的各组eq\f(1,R)、eq\f(1,U)值在坐标系中描出位置，然后依据这些位置作出eq\f(1,U)－eq\f(1,R)图线，如图所示。（3）依据eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)知，纵轴截距是电动势的倒数，斜率是eq\f(r,E)，有eq\f(1,E)＝0.35，eq\f(r,E) ＝eq\f(1.58－0.35,5.0－0)，得E≈2.9V，r≈0.71Ω。13．某个试验小组认为用一只已知内阻的电流表和电阻箱，采纳如图甲所示的电路测电源电动势与内阻，比常规的伏安法更精确。若电流表内阻阻值为RA，则测量的方法与步骤是：（1）将电阻箱阻值R调到最大，闭合S后视察电流表示数，然后再调整电阻箱，使电流表示数指到某两个恰当的值，登记此时电阻箱的阻值R1、R2及对应的电流I1、I2；（2）依据以上的数据及闭合电路欧姆定律，建立方程组，即可求出电源的电动势E与内阻r。该方程组的表达式是：_______、________。该试验小组现在手头只有一个电流表，只知其内阻很小，却不知详细阻值。为了测出该电流表的内阻，她们找来了如图乙所示两节干电池等试验器材。请你用笔画线将图中的实物连接成能测出电流表内阻的电路。留意滑动变阻器串联接入电路起限流作用，开关闭合前其阻值应______。【答案】E＝I1（R1＋RA＋r）E＝I2（R2＋RA＋r）连线如图调至最大【解析】依据题图示电路，利用闭合电路欧姆定律可得：E＝I1（R1＋RA＋r）、E＝I2（R2＋RA＋r）；两节干电池的电动势大约为3V，电流表应选0.6A量程，在连接电路时，本着先串后并的原则进行。14．某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的试验中，串联了一只2.5Ω的爱护电阻R0，试验电路如图所示。（1）连好电路后，当该同学闭合电键时，发觉电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，把两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是________。（2）在图中按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路时，把两表笔分别接c、d时的实物电路图，以笔画线代替导线连接起来。（3）解除故障后，该同学顺当完成试验，测定得到下列数据，依据表中数据在图中的坐标上画出U–I图线，由图线知：电池的电动势为_______，内阻为________。【答案】（1）R断路（2）如图甲所示（3）如图乙所示1.50V（1.41～1.51V均可）0.5Ω（0.5～0.7Ω均可）【解析】（1）用电压表检测c、d时，电压表有示数，说明有电流通过电压表，但没有电流通过多用电表所并联的电路，说明多用电表所并联的电路发生断路故障。由已知条件可知，是滑动变阻器R发生故障。（3）电源的伏安特性曲线为直线，使直线通过尽量多的数据点，其他点匀称分布在线的两侧．由U＝E－I（r＋R0）可知，纵轴截距表示电动势，则E＝1.50V，斜率肯定值表示r＋R0，则：r＋R0＝eq\f(1.50－0.20,0.43)Ω＝3.0Ω，则r＝0.5Ω。15．利用如图所示的试验装置测量两节干电池组成的电源的电动势和内电阻。（1）请在图中用笔画线代替导线完成电路连接。（2）在试验操作正确的状况下测得数据记录在下表中，请在图中作出U－I图象。U/V2.942.862.812.762.712.62I/A0.060.120.180.240.300.38（3）依据U－I图象，可得该电池组的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。（结果均保留两位有效数字）（4）本试验存在系统误差，缘由是________（选填“①电压表分流”或“②电流表分压”前面的序号），由此造成电源内阻测量值________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。【答案】（1）见解析图（2）见解析图（3）3.01.0（4）①小于【解析】（1）测电源的电动势和内电阻，电流表应相对电源外接，实物连接图如图甲所示：（2）在U－I坐标系内，描点连线，如图乙所示：（3）由U＝E－Ir可知，图象在纵轴的截距等于电源电动势，斜率的肯定值等于内阻．故E＝3.0V，r＝1.0Ω。（4）本试验存在系统误差，缘由是电压表分流，使得电流表示数小于干路电流；外电路短路时，电压表分流为零，实际电流等于电流表电流，电压越大，电压表分流越多，实际电流大于电流表电流越多，图象斜率的肯定值将越大，因此电源内阻测量值小于真实值。16．在“测电源电动势和内阻”的试验中，某试验小组同学依据图甲电路进行测量试验。（1）依据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。（2）试验小组同学操作正确，记录下几组电压表和电流表的示数，并在坐标系内作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图象，如图（a）所示．由图象可测得E测和r测，则E测____E真，r测______r真（均选填“>”“＝”或“<”）。（3）为了减小系统误差，同学们又依据图（b）电路进行测量。同样作出U－I图象，如图（c）所示。经过探讨发觉，利用图（a）和图（c）可以消退系统误差得出电源的电动势和内阻的真实值，则E真＝________，r真＝________。【答案】（1）见解析图（2）<<（3）UBeq\f(UB,IA)【解析】（1）测量电源的电动势和内阻时，电流表采纳内接法，滑动变阻器采纳限流式接法，实物连线如图：（2）当采纳电流表内接法时，误差缘由为电压表分流导致电流表测量的总电流偏小，可把电压表与电源看成一个等效电源，依据闭合电路欧姆定律可知E测＝eq\f(E真·RV,RV＋r真)＜E真，r测＝eq\f(RV·r真,RV＋r真)＜r真，即电动势和内阻的测量值均小于真实值。（3）当采纳电流表外接法时，误差缘由为电流表分压导致电压表测量外电压偏小，可把电流表与电源看成一个等效电源，E测＝E真，r测＝r真＋RA＞r真，综合两种接法的误差可知电流表的外接法电动势是精确的，E真＝UB，而电流表内接法时若电压表示数为零，代表外电路短路，由题图（a）可知真实的短路电流为IA＝eq\f(E真,r真)，可得r真＝eq\f(UB,IA)。17．为了测定电源电动势E、内电阻r的大小并同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，某同学设计了如图甲所示的电路。闭合开关，调整电阻箱的阻值，同时记录电阻箱的阻值R，电压表V1的示数U1，电压表V2的示数U2。依据记录数据计算出流过电阻箱的电流I，分别描绘了a、b两条U－I图线，如图乙所示。请回答下列问题：（1）写出流过电阻箱的电流I的表达式：________；（2）小灯泡两端电压随电流变更的图象是________（选填“a”或“b”）；（3）依据图乙可以求得电源的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω，该电路中小灯泡消耗的最大功率为________W。【答案】（1）I＝eq\f(U2－U1,R)（2）b（3）3.02.01.0【解析】（1）首先要明白电路的组成：电源、开关、电阻箱、灯泡串联成闭合回路，电压表V1测灯泡两端电压，电压表V2测路端电压．电阻箱两端电压为U＝U2－U1，电阻箱阻值为R，所以流过电阻箱的电流I＝eq\f(U2－U1,R)；（2）小灯泡两端电压随电流的增大而增大，所以选图线b；图线a为电源路端电压随电路中电流变更的关系图线；（3）图线a与纵轴的交点为电源的电动势3.0V，图线a的斜率为电源的内阻r＝2.0Ω，图线a、b的交点表示U1＝U2，即电阻箱的阻值为0，此时小灯泡消耗的功率最大，P＝UI＝1.0W。18．一同学测量某干电池的电动势和内阻。（1）如图所示是该同学正打算接入最终一根导线（图中虚线所示）时的试验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处________；________。（2）试验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的eq\f(1,I)数据见下表：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.26eq\f(1,I)/A－16.75.95.34.53.8依据表中数据，在图的方格纸上作出R－eq\f(1,I)关系图象。由图象可计算出该干电池的电动势为________V；内阻为________Ω。（3）为了得到更精确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端．调整电阻箱，当电流表的示数为0.33A时，电压表的指针位置如图所示，则该干电池的电动势应为________V；内阻应为________Ω。【答案】（1）开关未断开电阻箱阻值为零（2）见解析图1.34（1.30～1.44都算对）1.2（1.0～1.4都算对）（3）1.34[结果与（2）问第一个空格一样]1.0[结果比（2）问其次个空格小0.2]【解析】（1）在电学试验中，连接电路时应将开关断开，电阻箱的阻值调为最大，确保试验仪器、仪表的平安。（2）依据闭合电路欧姆定律，得E＝I（R＋r）即R＝eq\f(E,I)－r＝E·eq\f(1,I)－r，即R－eq\f(1,I)图象为直线．。描点连线后图象如图所示。依据图象可知r＝1.2Ω，图象的斜率为电动势E，在R－eq\f(1,I)图象上取两点（2，1.59）、（5，5.61）则E＝eq\f(5.61－1.59,5－2)V＝1.34V。（3）依据欧姆定律，得电流表的内阻rA＝eq\f(U,I)＝eq\f(66×10－3,0.33)Ω＝0.2Ω，该干电池的内阻应为r′＝r－rA＝1.0ΩR－eq\f(1,I)图象的斜率仍为电动势E，即E＝1.34V。19．现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表，内阻为1.00Ω；电压表；阻值未知的定值电阻R1、R2、R3、R4、R5；开关S；一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干。某同学设计的测量电路如图所示。（1）按上图在下图中画出连线，并标出导线1和其P端。（2）测量时，变更鳄鱼夹P所夹的位置，使R1、R2、R3、R4、R5依次串入电路，记录对应的电压表的示数U和电流表的示数I。数据如下表所示。依据表中数据，在下图中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U－I图线。I（mA）1931531116930U（V）2.512.592.682.762.84（3）依据U－I图线求出电源的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（保留2位小数）【答案】（1）见解析（2）见解析（3）2.901.03【解析】（1）依据试验原理图进行实物图连线，如图所示。（2）依据所给数据，描点连线，如图所示。（3）在U－I图象中，图线与纵轴的交点坐标等于电源的电动势，即E＝2.90V；图线的斜率大小等于电源的内阻和电流表内阻之和，则r＝1.03Ω。20．某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的学问来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13V，内阻小于3Ω，由于直流电压表量程只有3V，须要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的试验操作过程：（1）把电压表量程扩大，试验电路如图甲所示，试验步骤如下，完成填空。第一步：按电路图连接实物其次步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V第五步：不再变更电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表。（2）试验可供选择的器材有：A．电压表（量程为3V，内阻约2kΩ）B．电流表（量程为3A，内阻约0.1Ω）C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω）D．电阻箱（阻值范围0～999Ω）E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）F．滑动变阻器（阻值为0～20kΩ，额定电流0.2A）电阻箱应选________，滑动变阻器应选________。（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，试验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω。【答案】（1）0.6（2）CE（3）11.52.5【解析】（1）将3V电压表改装成15V电压表，串联电阻箱后的总内阻为原来电压表内阻的5倍，由于滑动变阻器位置不变，分压部分的两端电压仍为3V，此时电压表两端的电压为0.6V。（2）改装电压表须要串联大电阻，电阻箱选C；由于用分压电路，滑动变阻器选E。（3）由于电压表改装后量程扩大5倍，将图丙的纵截距扩大5倍，即可依据纵轴截距得电池的电动势为11.5V，由图线斜率的肯定值可求电池的内阻为2.5Ω。21．测定一节电池的电动势和内阻，电路如图甲所示，MN为一段粗细匀称、电阻率较大的电阻丝，定值电阻R0＝1.0Ω.调整滑片P，记录电压表示数U、电流表示数I及对应的PN长度x，绘制了U－I图象如图乙所示。（1）由图乙求得电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω。（2）试验中由于电表内阻的影响，电动势测量值________其真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。（3）依据试验数据可绘出eq\f(U,I)－x图象，如图丙所示。图象斜率为k，电阻丝横截面积为S，可求得电阻丝的电阻率ρ＝________，电源内阻对电阻率的测量________（选填“有”或“没有”）影响。【答案】（1）1.50.5（2）小于（3）kS没有【解析】（1）由闭合电路欧姆定律可知：U＝E－I（r＋R0），则可知，题图乙中的图象与纵坐标的交点表示电动势，故E＝1.5V；图象的斜率表示等效内电阻，则r＋R0＝eq\f(1.5－1.2,0.20)Ω＝1.5Ω；解得：r＝1.5Ω－1.0Ω＝0.5Ω；（2）由题图乙可知，伏安法测电阻相对于电源来说采纳电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U－I图象如图所示，由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值，（3）依据欧姆定律可知，电阻R＝eq\f(U,I)＝eq\f(ρx,S)，则可知k＝eq\f(ρ,S)，解得：ρ＝kS；若考虑电源内阻，图象的斜率不变，所以电源内阻对电阻率的测量没有影响。22．测量某电源电动势和内阻，供应如下试验器材：A．待测电源（电动势约12V、内阻约1Ω、最大允许电流2A）B．电流表A（量程1A）C．电流表G（量程1mA、内阻约50Ω）D．电阻箱（0～99999.9Ω）E．滑动变阻器（0～20kΩ）F．滑动变阻器（0～1kΩ）H．滑动变阻器（0～50Ω）J．定值电阻（阻值5Ω）K．定值电阻（阻值100Ω）L．开关、导线若干（1）将电流表G改装成电压表，须要测量电流表内阻Rg，试验小组采纳如图甲所示的电路，试验步骤如下：①连接好电路，闭合开关S1前，滑动变阻器R1的滑片移到________（选填“最左端”或“最右端”）。②闭合S1，断开S2，调整R1使电流表G满偏。③闭合S2，保持R1阻值不变，调整电阻箱R2的阻值，使得电流表G半偏，读出电阻箱示数R，则电流表G的内阻Rg＝________。（2）将电流表G改装成量程为15V的电压表，已测得Rg＝52.0Ω，则与电流表G串联的电阻箱R2的取值应为________Ω.（3）用图乙电路测电源电动势和内阻，滑动变阻器R3选用________，定值电阻R0选用________。（选填器材序号）（4）依据试验测得数据作出电压表读数U与电流表A读数I间的关系图象（图象未画出），由图象读出I＝0时U＝12.1V，图线斜率肯定值为5.9V/A，则电源电动势E＝________V，电源内阻r＝________Ω。【答案】（1）①最左端③R（2）14948.0（3）HJ（4）12.10.9【解析】（1）滑动变阻器R1的滑片移到最左端时接入电路的电阻最大，故闭合开关S1前，滑动变阻器R1的滑片移到最左端，闭合S2，电阻箱R2与电流表G并联，当电流表G半偏时，即电流表中电流为原来的一半，则另一半电流流过电阻箱R2，电阻箱R2与电流表G中电流相同，故电阻值也相等。（2）将电流表G改装成量程为15V的电压表后，表的总电阻为eq\f(U,Ig)＝eq\f(15,1×10－3)Ω＝1.5×104Ω，与电流表G串联的电阻箱R2＝R－Rg＝14948.0Ω；（3）滑动变阻器的总阻值小，便于精细调整，故选H，因电流表量程为1A，定值电阻若选100Ω，则测量电流的大小及大小变更范围就特别小，故定值电阻应选J。（4）由题图乙，将定值电阻等效为电源内阻，I＝0时，路端电压即为电动势E＝U＝12.1V，图线斜率肯定值为等效内阻的大小，则电源实际内阻为r＝5.9Ω－5Ω＝0.9Ω。23．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻．要求尽量减小试验误差。（1）应当选择的试验电路是图中的________（选填“甲”或“乙”）。（2）现有电流表（0～0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：A．电压表（0～15V）B．电压表（0～3V）C．滑动变阻器（0～50Ω）D．滑动变阻器（0～500Ω）试验中电压表应选用________；滑动变阻器应选用________。（选填相应器材前的字母）（3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出U－I图线。序号123456电压U（V）1.451.401.301.251.201.10电流I（A）0.0600.1200.2400.2600.3600.480（4）依据（3）