（名師導(dǎo)學(xué)）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第八章 第6節(jié) 實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)電阻教學(xué)案 新人教版

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1、第6節(jié)　實驗：測定電源的電動勢和內(nèi)電阻 夯實基礎(chǔ)　【p146】 一、實驗?zāi)康? 1．測定電源的電動勢和內(nèi)阻． 2．認識電源輸出電壓隨電流變化的圖象． 二、實驗原理 1．實驗電路圖如圖所示 2．電動勢與內(nèi)阻的求解 (1)計算法 由U＝E－Ir可得 解得 (2)圖象法 作出U－I圖象，利用圖象求解，如圖所示． ①圖線與縱軸交點為E.圖線與橫軸交點為短路電流，I短＝. ②由圖線的斜率可求電源內(nèi)阻r＝||. 三、實驗器材 電池(待測電源)、電壓表、電流表、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線和坐標(biāo)紙． 四、實驗步驟 1．連接電路：確定電流表、電壓表的量程，按照電路原理圖把器

2、材連接好． 2．測量數(shù)據(jù)：閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使電流表有明顯示數(shù)，記錄一組電壓表和電流表的讀數(shù)，用同樣方法測量并記錄幾組I、U值. 第1組 第2組 第3組 第4組 第5組 第6組 U/V I/A 3.整理器材：斷開開關(guān)，整理好器材． 4．?dāng)?shù)據(jù)處理：計算法或在坐標(biāo)紙上作U－I圖，求出E、r. 五、注意事項 1．為了使電池的路端電壓變化明顯，電池的內(nèi)阻宜大些(選用已使用過一段時間的1號干電池)． 2．干電池在大電流放電時極化現(xiàn)象較嚴(yán)重，電動勢E會明顯下降，內(nèi)阻r會明顯增大，故長時間放電時電流

3、不宜超過0.3 A，短時間放電時電流不宜超過0.5 A．因此，實驗中不要將R調(diào)得過小，讀電表示數(shù)要快，每次讀完應(yīng)立即斷電． 3．要測出不少于6組I、U數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些．用方程組求解時，要將測出的I、U數(shù)據(jù)中，第1和第4為一組、第2和第5為一組、第3和第6為一組，分別解出E、r值再取平均值． 4．在畫U－I圖線時，要使較多的點落在這條直線上或使各點均勻分布在直線的兩側(cè)．個別偏離直線太遠的點可舍去不予考慮．這樣就可使偶然誤差得到部分抵消，從而提高測量的精度． 六、誤差分析 1．每次讀完電表示數(shù)沒有立即斷電，造成E、r變化． 2．測量電路存在系統(tǒng)誤差，實驗電路采用圖a時，I真＝I測＋

4、IV，未考慮電壓表的分流；實驗電路采用圖b時，電路中U真＝U測＋UA，未考慮UA. 3．用圖象法求E、r時，作圖不準(zhǔn)確造成偶然誤差． 4．由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，按圖a實驗結(jié)果E測r真．定性分析如下：由于電流表的分壓，使路端電壓的測量值小于真實值，電流越大，電流表的分壓也越大，

5、路端電壓的真實值與測量值的差距越大．若把電流表的內(nèi)阻放入電源內(nèi)，則路端電壓的測量值等于真實值，而內(nèi)阻的測量值比真實值大了RA.由于RA與r真比較接近，使內(nèi)阻測量結(jié)果的相對誤差很大，所以通常不采用圖b的電路．作出的U－I圖線如圖B. 七、測電源電動勢和內(nèi)電阻的其他方法 1．使用電流表、電阻箱 依＝＋，作－R1圖線，斜率為，截距為 2．使用電壓表、電阻箱 依E＝U＋r，＝＋，作－圖線，斜率為，截距為 ?！　　緋147】 考點突破　　 例1用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組(電動勢約4.5 V，內(nèi)電阻約1 Ω)的電動勢和內(nèi)阻，除待測電池組、開關(guān)、導(dǎo)線外，還有下列

6、器材供選用： A．電流表：量程為0～0.6 A，內(nèi)阻約1 Ω B．電流表：量程為0～3 A，內(nèi)阻約0.2 Ω C．電壓表：量程為0～3 V，內(nèi)阻約30 kΩ D．電壓表：量程為0～6 V，內(nèi)阻約60 kΩ E．滑動變阻器：0～1 000 Ω，額定電流0.5 A F．滑動變阻器：0～20 Ω，額定電流2 A (1)為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用________，電壓表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________(均填儀器的字母代號)． (2)下圖為正確選擇儀器后，連好的部分電路．為了使測量誤差盡可能小，還需在電路中用導(dǎo)線將__________和________相

7、連、________和________相連、__________和________相連(均填儀器上接線柱的字母代號)． (3)實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成實驗．實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U.用圖象法處理采集到的數(shù)據(jù)，為在直角坐標(biāo)系中得到的函數(shù)圖象是一條直線，則可以________為縱坐標(biāo)，以________為橫坐標(biāo)． 【解析】(1)為了使測量更準(zhǔn)確，電流表選量程為0.6 A的電流表A，電池組的電動勢約4.5 V，故電壓表選D，為了便于調(diào)節(jié)滑動變阻器應(yīng)選F. (2)為了使測量誤差盡可能小，測量

8、電源電動勢和內(nèi)阻的原理圖如圖甲所示，因此將a、d相連，c、g相連，f、h相連． (3)用電阻箱和電壓表測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗原理圖如圖乙所示，根據(jù)閉合電路歐姆定律，得E＝U＋r，所以＝＋·， 因此可作出－圖象處理數(shù)據(jù)． 【答案】(1)A　D　F　(2)a　d　c　g　f　h (3)　(橫縱坐標(biāo)互換亦可) 針對訓(xùn)練　 1．某實驗小組在測量一節(jié)干電池的電動勢與內(nèi)阻時，設(shè)計了如圖甲所示的電路，實驗室為該小組提供的實驗器材如下： A．電壓表V1，量程0～3 V、內(nèi)阻約為3 kΩ B．電壓表V2，量程0～15 V、內(nèi)阻約為15 kΩ C．電流表A1，量程0～0.6 A、內(nèi)阻約

9、為1 Ω D．電流表A2，量程0～3 A、內(nèi)阻約為0.2 Ω E．最大阻值約為20 Ω的滑動變阻器R1 F．最大阻值約為100 Ω的滑動變阻器R2 G．開關(guān)S以及導(dǎo)線若干 (1)為了減小實驗誤差，電流表應(yīng)選__C__，電壓表應(yīng)選__A__，滑動變阻器應(yīng)選__E__．(填實驗器材前的序號) (2)該小組的同學(xué)在進行多次測量后，將得到的多組電壓表、電流表的讀數(shù)描繪在同一坐標(biāo)圖中，如圖乙所示，請在坐標(biāo)圖中畫出干電池的伏安特性曲線，然后由圖線求得被測電池的電動勢E＝__1.5__V，電池的內(nèi)阻r＝__0.5__Ω. __如圖所示__ 【解析】(1)因為一節(jié)干電池的電動勢接近1.

10、5 V，則應(yīng)該選擇0～3 V量程的電壓表，即應(yīng)選A；如選電流表C，則當(dāng)電路中電流分別為0.6 A、0.2 A、0.1 A時，電路中的總電阻分別為2.5 Ω、7.5 Ω、15 Ω，選E與之配合最好． (2)畫線時要使盡量多的點在直線上，不在直線上的點盡量均勻分布在直線的兩側(cè)，如圖所示．由得到的圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)可知，被測電池的電動勢為1.5 V，由圖線的斜率可知，干電池的內(nèi)阻為0.5 Ω. ?！　　緋147】 考點突破　　 例2某實驗小組想通過實驗研究水果電池的電動勢和內(nèi)阻．他們制作了一個蘋果電池進行研究，了解到水果電池的內(nèi)阻可能比較大，設(shè)計了一個如圖甲所示的實物電路進行測量．

11、 (1)請按圖甲中所示實物圖在方框內(nèi)畫出的電路圖(電源用“”表示)． (2)測定水果電池的電動勢和內(nèi)阻，所用的器材有： ①蘋果電池E：電動勢約為1 V； ②電壓表V：量程0～1 V，內(nèi)阻RV＝3 kΩ； ③電阻箱R：最大阻值9 999 Ω； ④開關(guān)S，導(dǎo)線若干． (3)實驗步驟如下： ①按電路圖連接電路(為保證電路安全，先將電阻箱的電阻調(diào)到最大值)； ②閉合開關(guān)S，多次調(diào)節(jié)阻箱，記下電壓表的示數(shù)U和電阻箱相應(yīng)的阻值R，并計算出對應(yīng)的與的值，如下表所示； R/Ω 9 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 R－1/×10－4 Ω－1

12、 1.1 1.7 2.0 2.5 3.3 5.0 U/V 0.53 0.50 0.48 0.46 0.43 ① U－1/V－1 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 ② 　?、垡詾榭v坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，將計算出的數(shù)據(jù)描繪在坐標(biāo)紙內(nèi)，作出－圖線； ④計算得出水果電池的電動勢和內(nèi)阻． 請回答下列問題： Ⅰ.實驗得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如上表所示，其中當(dāng)電阻箱的電阻R＝2 000 Ω時電壓表的示數(shù)如圖乙所示．讀出數(shù)據(jù)，完成上表． 答：①________，②________． Ⅱ.請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖丙中作出－圖線． Ⅲ.根據(jù)－圖線求得該水果電池的電

13、動勢E＝______ V，內(nèi)阻r＝________ Ω. 【解析】(3)Ⅰ.由圖示電壓表可知，電壓表的最小分度值為0.2 V，示數(shù)為0.37 V，＝ V－1≈2.7 V－1；Ⅱ.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點作出－圖線，如圖乙所示；Ⅲ.在閉合電路中，E＝U＋Ir＝U＋r，解得＝·＋·＋，－圖線的斜率k＝，圖象的截距b＝·＋，由以上可解得E＝1.0 V、r＝2.0×103 Ω. 【答案】(1)電路圖如圖1所示 (3)Ⅰ.0.37　2.7?、?圖線如圖2所示　Ⅲ.1.0(0.9～1.1均可)　2×103(1.8×103～2.2×103均可) 針對訓(xùn)練　 2．某興趣小組要測定電源的電動勢和內(nèi)阻，他們

14、找來了如下器材： A．電流表G(量程為0～30 mA、內(nèi)阻未知) B．電阻箱R(0～999.9 Ω) C．滑動變阻器R1(0～20 Ω) D．滑動變阻器R2(0～1 kΩ) E．開關(guān)、導(dǎo)線若干 F．電源E(電動勢約10 V) (1)要完成實驗，首先需測量電流表G的內(nèi)阻．測量電流表G內(nèi)阻的實驗電路如圖甲所示： ①將下述實驗過程補充完整． a．選擇器材，滑動變阻器R′應(yīng)該選取__R2__(選填“R1”或“R2”)； b．連接好電路，R′的滑片應(yīng)調(diào)到__a__(選填“a”或“b”)端； c．?dāng)嚅_S2，閉合S1，調(diào)節(jié)R′，使電流表G滿偏； d．保持R′不變，閉合S2，調(diào)節(jié)電

15、阻箱R的阻值，當(dāng)R＝10 Ω時，電流表G的示數(shù)為20 mA； ②如果認為閉合S2前后干路上電流不變，則電流表G的內(nèi)阻Rg＝__5__Ω. (2)在測出電流表內(nèi)阻Rg后，測定該電源的電動勢和內(nèi)阻的電路如圖乙所示．閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱R，讀取相應(yīng)的電流表示數(shù)I，記錄多組數(shù)據(jù)(R，I)，得到如圖丙所示的－R圖線，則電源的電動勢E＝__9__V，內(nèi)阻r＝__40__Ω. 【解析】(1)電源的電動勢約為10 V，電流表的滿偏電流為30 mA，則電路總電阻的最小值為Rmin＝＝ Ω＝333.3 Ω，則滑動變阻器應(yīng)選擇R2；閉合開關(guān)S1前，應(yīng)將滑動變阻器接入電路的電阻值調(diào)到最大，因此連接好電路后

16、，滑動變阻器的滑片應(yīng)調(diào)到a端；閉合S2后，由并聯(lián)電路的特點可知，(Ig－I)R＝IRg，則Rg＝5 Ω. (2)根據(jù)題圖乙，由閉合電路歐姆定律可知E＝I(R＋r＋Rg)，則＝R＋，則圖象的斜率k＝，圖象的截距為b＝，又由圖象可得k＝、b＝5，由以上可解得E＝9 V、r＝40 Ω. ?！　　緋148】 考點突破　　 例3國際規(guī)定自來水在15 ℃時電阻率應(yīng)大于13 Ω·m.為測量15 ℃時自來水的電阻率和電源的電動勢與內(nèi)阻，某物理興趣小組設(shè)計了如圖所示的實驗電路．其中內(nèi)徑均勻的圓柱形玻璃管側(cè)壁連接一細管，細管上加有閥門K以控制管內(nèi)自來水的水量，玻璃管兩端接有電阻可忽略不計的導(dǎo)電活塞，左活塞

17、固定，右活塞可自由移動．圖中R0為定值電阻，R為電阻箱，A為理想電流表，S為單刀雙擲開關(guān)，E為待測電源，此外實驗中還備有游標(biāo)卡尺和刻度尺．興趣小組的實驗步驟如下： ①用游標(biāo)卡尺測量玻璃管的內(nèi)徑d； ②向玻璃管內(nèi)注滿自來水，用刻度尺測量水柱長度，把S撥到1位置，記錄電流表示數(shù)I； ③把S撥到2位置調(diào)整電阻箱阻值，使電流表示數(shù)也為I，記錄電阻箱的阻值R； ④改變水柱長度，重復(fù)實驗步驟②③，讀出電阻箱示數(shù)R； ⑤把S撥到2位置不變，改變電阻箱的阻值R讀取對應(yīng)的電流值I； ⑥斷開S，整理好器材． (1)以電阻箱示數(shù)R為縱軸，用對應(yīng)水柱長度為橫軸作出一條直線．若直線的斜率為k，則玻璃管

18、內(nèi)水柱電阻率的表達式為________． (2)把S撥到2位置不變，為測量電源的電動勢和內(nèi)阻，采用圖象處理實驗數(shù)據(jù)，宜繪制出________關(guān)系圖象，處理較為簡單． (3)實際的電流表有一定的內(nèi)阻，在本實驗中它對測量結(jié)果的影響分別是使水柱電阻率的測量值________；使電源電動勢的測量值________；使電源內(nèi)阻的測量值________．(填“偏大”“偏小”或“無變化”) 【解析】(1)測電阻率時采用的是替代法，故R＝ρ.又斜率為k，故有ρ＝π. (2)測量電源的電動勢與內(nèi)電阻時采用的是安阻法，由閉合電路歐姆定律知E＝I(r＋R0＋R)，變形可得＝R＋，為處理簡單宜作－R圖象．

19、(3)由于采用替代法測量，故水的電阻率與電流表內(nèi)阻無關(guān)；若設(shè)電流表內(nèi)阻為RA.由閉合電路歐姆定律知E＝I(r＋R0＋R＋RA)，變形整理可得＝R＋，可見圖線的斜率不變，截距變大，故電流表有內(nèi)阻時電動勢測量是準(zhǔn)確的，但電源內(nèi)阻的測量值會偏大． 【答案】(1) (2)－R(或R－) (3)無變化　無變化　偏大 針對訓(xùn)練　 3．(1)如圖甲所示為某校興趣小組通過電流傳感器和計算機來測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗電路，其中R0為定值電阻，R為電阻箱，電流傳感器與計算機(未畫出)相連．該小組成員通過實驗記錄下電阻箱的阻值R和相應(yīng)的電流值I，經(jīng)計算機擬合得到如圖乙所示圖象，則該圖象選取了____為縱坐

20、標(biāo)，由圖乙中圖線可得該電源的電動勢為__4.5__ V. (2)現(xiàn)有三個規(guī)格相同的小燈泡，標(biāo)稱值為“2.5 V　0.6 A”，每個小燈泡的I－U特性曲線如圖丙所示，將它們與圖甲中電源按圖丁所示的電路相連，閉合開關(guān)后，A燈恰好正常發(fā)光，則電源的內(nèi)阻r＝__2.5__ Ω，圖甲中定值電阻R0＝__2__ Ω. 【解析】(1)由閉合電路歐姆定律可知，I＝；要與R形成一次函數(shù)關(guān)系，則縱坐標(biāo)只能取，則有＝＋，則題圖乙中圖線的斜率為k＝，則有E＝4.5 V. (2)由(1)知＝1 A－1，則有R0＋r＝4.5 Ω.燈泡正常發(fā)光的電流為0.6 A，則B、C兩燈的電流均為0.3 A，由題圖丙可知

21、，B、C兩燈兩端的電壓為0.5 V，故路端電壓U＝2.5 V＋0.5 V＝3 V，則內(nèi)阻r＝ Ω＝2.5 Ω，定值電阻R0＝4.5 Ω－2.5 Ω＝2 Ω. 考 點 集 訓(xùn)　【p322】 1．用如圖所示電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有： A．電流表(量程0～0.6 A、0～3 A)； B．電壓表(量程0～3 V、0～15 V)； C．定值電阻(阻值2 Ω、額定功率5 W)； D．定值電阻(阻值10 Ω、額定功率10 W)； E．滑動變阻器(阻

22、值范圍0～10 Ω、額定電流2 A)； F．滑動變阻器(阻值范圍0～100 Ω、額定電流1 A)． (1)要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇__3__V，電流表的量程應(yīng)選擇__0.6__A；R0應(yīng)選擇__2__ Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是__0～10__ Ω的滑動變阻器． (2)引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是__電壓表的分流__． 【解析】(1)由于電源是一節(jié)干電池(約1.5 V)，所以選量程為3 V的電壓表；估算電流時，不考慮到干電池的內(nèi)阻，只考慮保護電阻，最大電流也在1.0 A以下，小于量程3 A的，所以選量程為0.6 A的電流表；由于電池內(nèi)阻較小，保護電阻不宜太大，選2 Ω

23、的即可，否則會使電流表、電壓表讀數(shù)范圍較小，造成較大的誤差；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就能很好地控制電路中的電流和電壓，因此取0～10 Ω范圍． (2)由于電壓表的分流作用，使電流表讀數(shù)總是比干路電流小，造成E測

24、的示數(shù)I； (ⅲ)以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U－I圖線(U、I都用國際單位)； (ⅳ)求出U－I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a. 回答下列問題： (1)電壓表最好選用__A__；電流表最好選用__C__． A．電壓表(0～3 V，內(nèi)阻約15 kΩ) B．電壓表(0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ) C．電流表(0～200 mA，內(nèi)阻約2 Ω) D．電流表(0～30 mA，內(nèi)阻約2 Ω) (2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是__C__． A．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱 B．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線

25、柱 C．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱 D．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱 (3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E＝__ka__，r＝__k－R2__，代入數(shù)值可得E和r的測量值． 【解析】(1)電壓表內(nèi)阻越大，分流越小，誤差也就越小，所以選內(nèi)阻較大的電壓表A；當(dāng)滑動變阻器接入電阻最小時通過電流表電流最大，此時通過電流表電流大小約為I＝≈176 mA，所以選量程為200 mA的電流表C. (2)由電路分析可知，若滑動變阻器的滑片右移電壓表示數(shù)變大，則滑動變阻器接入電路部分阻值

26、增大，選項C符合題意． (3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，對比伏安特性曲線可知，圖象斜率的絕對值k＝r＋R2，所以電源內(nèi)阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝＝，由題意知在橫軸上的截距為a，所以a＝I＝，則E＝ka. 3．某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測定電池的電動勢和內(nèi)阻． (1)根據(jù)圖甲電路，在實物圖乙上用筆畫線代替導(dǎo)線畫出實物連線圖． __實物連線圖見解析__ (2)該同學(xué)在圖丙的－R坐標(biāo)系中標(biāo)出了所測的實驗數(shù)據(jù)，請作出這些數(shù)據(jù)點的擬合直線，并讀得該直線在縱軸上的截距為__0.9__ A－1，求得其斜率為__0.68(0.66～0.70均可)__ V－1.

27、 __擬合直線見解析__ (3)已知電流表內(nèi)阻與定值電阻R0阻值相等，R0＝1 Ω，根據(jù)作得的圖象，可得電源的電動勢為__2.9__ V，內(nèi)阻為__0.82__ Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】(1)根據(jù)圖甲的電路原理圖，實物連線如圖乙所示． (2)作出這些數(shù)據(jù)點的擬合直線，并讀得該直線在縱軸上的截距為b＝0.9 A－1，求得其斜率為k＝ V－1＝0.68 V－1. (3)根據(jù)電路，利用閉合電路歐姆定律可得E＝2I(R＋r＋)，變換為與－R圖象相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，為＝R＋(2r＋R0)，則有b＝(2r＋R0)＝0.9 A－1，k＝＝0.68 V－1.解得E＝2.9 V，r＝0.8

28、2 Ω. 4．物理學(xué)習(xí)小組在測定某電源的電動勢E和內(nèi)阻r時，找來一段電阻率較大的粗細均勻的電阻絲ab替代滑動變阻器，設(shè)計了如圖甲所示的實驗，其中R0是阻值為2 Ω的保護電阻，滑動片P與電阻絲始終接觸良好．實驗時閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)P的位置，測得aP的長度x和對應(yīng)的電壓U、電流I數(shù)據(jù)，并分別繪制了如圖乙所示的U－I圖象和如圖丙所示的－x圖象． (1)由圖乙可得電源的電動勢E＝__3.00__V；內(nèi)阻r＝__1__Ω. (2)根據(jù)測得的直徑可以算到電阻絲的橫截面積S＝0.12×10－6 m2，利用圖丙可求得電阻絲的電阻率ρ為__1.4×10－6__Ω·m，圖丙中圖象截距的物理意義是__電流

29、表內(nèi)阻大小為0.8__Ω__．(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (3)此實驗用了圖象法處理數(shù)據(jù)，其優(yōu)點是直觀，但是不能減少或者消除__系統(tǒng)誤差__(填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”)． 【解析】(1)電壓表的示數(shù)U＝E－I(R0＋r)，由題圖乙可得電源的電動勢E＝3.00 V，圖象的斜率絕對值為R0＋r＝－＝ Ω＝3 Ω，得電源的內(nèi)阻r＝1 Ω. (2)電壓表的示數(shù)又可表示U＝I(RA＋Rx)＝IRA＋Ix，∴＝x＋RA，由題圖丙可得圖象的斜率為＝＝12，可求得電阻絲的電阻率ρ＝12×0.12×10－6Ω·m≈1.4×10－6 Ω·m；題圖丙中圖象的截距為電流表的內(nèi)阻，其大小為0.8 Ω.

30、(3)本實驗用圖象法處理數(shù)據(jù)，但不能減少或消除系統(tǒng)誤差． 5．小尚同學(xué)收集了手機的鋰電池，但不知道其電動勢和內(nèi)阻，他想用自己所學(xué)的物理知識進行測量，但身邊沒有電流表，僅有電壓表、定值電阻R0、電阻箱、開關(guān)及導(dǎo)線．最終他設(shè)計了如圖甲所示的電路． (1)他按照圖甲所示的電路圖，接好電路，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄其阻值R和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U，得到多組數(shù)據(jù)，然后作出了－圖象，如圖乙所示．由圖中所給的數(shù)據(jù)可知，該鋰電池的電動勢E＝__3.7__ V，r＝__5.6__ Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)實驗所測得的鋰電池電動勢與真實值相比__偏小__，內(nèi)阻與真實值相比__偏小__．(填

31、“偏大”“偏小”或“相等”) 【解析】(1)由題圖甲所示電路可知，在閉合電路中，鋰電池的電動勢E＝U＋Ir＝U＋r，則＝·＋，則－圖象是直線．根據(jù)－圖象可知＝0.27 V－1，則E＝3.7 V，＝k＝ A－1＝1.5 A－1，解得r＝1.5×3.7 Ω＝5.6 Ω. (2)由于電壓表分流，有E＝U＋(＋)r，整理得＝·＋＋，與(1)中式子對比可知，所測的電動勢、內(nèi)阻與真實值相比均偏小． 6．兩位同學(xué)在實驗室利用如圖甲所示的電路測定定值電阻R0、電源的電動勢E和內(nèi)阻r，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時，一個同學(xué)記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一同學(xué)記錄了電流表A和電壓

32、表V2的測量數(shù)據(jù)．并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖乙所示的兩條U－I直線．回答下列問題： (1)根據(jù)兩位同學(xué)描繪的直線，可知圖線__a__(填“a”或“b”)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)所描繪的． (2)圖象中兩直線的交點表示__BC__． A．滑動變阻器的滑片P滑到了最右端 B．在本電路中該電源的輸出功率最大 C．定值電阻R0上消耗的功率為0.5 W D．在本電路中該電源的效率達到最大值 (3)根據(jù)圖乙，可以求出電源電動勢E＝__1.5__ V，內(nèi)阻r＝__1.0__ Ω. 【解析】(1)從電路連接可以看出，電流表A的讀數(shù)增大時，電壓表V1的讀數(shù)減小，電壓表V2的讀數(shù)增大．圖線a

33、是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)繪制的． (2)由題意可知圖線a表示電源的路端電壓隨電流的變化關(guān)系；圖線b表示電阻兩端的電壓隨電流的變化關(guān)系；交點處說明兩圖象表示的電流相等，并且電壓相等，說明此時滑動變阻器阻值為0，即滑片滑到了最左端，A錯誤；當(dāng)電路中外電阻等于內(nèi)阻時，電源輸出功率最大，由圖求出R0＝2 Ω、r＝1 Ω，R0>r，改變滑動變阻器時無法達到電路中內(nèi)、外電阻相等，此時當(dāng)外電阻最接近內(nèi)阻時，電源輸出功率最大，B正確；由圖乙可知，此時電源的路端電壓為1.0 V，電流為0.5 A，定值電阻上消耗的電功率P＝UI＝0.5 W，C正確；電源的效率η＝，故電流越小效率越大，可見滑動變阻器的滑

34、片P滑到最右端時效率最大，D錯誤． (3)圖線a與縱軸的交點即為電源電動勢的值，故E＝1.5 V，由圖乙知，U1＝1.0 V時，I＝0.5 A，又E＝U＋Ir，解得內(nèi)阻r＝1.0 Ω. 7．某探究小組準(zhǔn)備用圖甲所示電路測量某電源的電動勢和內(nèi)阻，實驗器材如下： 待測電源(電動勢約2 V)，電阻箱R(最大阻值為99.99 Ω)，定值電阻R0(阻值為2.0 Ω)，定值電阻R1(阻值為4.5 kΩ)，電流表G(量程為0～400 μA，內(nèi)阻Rg＝500 Ω)，開關(guān)S，導(dǎo)線若干． (1)圖甲中將定值電阻R1和電流表G串聯(lián)，相當(dāng)于把電流表G改裝成一個量程為__0～2__ V的電壓表． (2)閉

35、合開關(guān)，多次調(diào)節(jié)電阻箱，并記下電阻箱的阻值R和電流表G的示數(shù)I. (3)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻，則－的關(guān)系式為__＝·＋__(用題中字母表示)． (4)以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，探究小組作出－圖象如圖乙所示．根據(jù)該圖象求得電源的內(nèi)阻r＝0.50 Ω，則其電動勢E＝__2.08__ V(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))． (5)該實驗測得的電動勢E測與真實值E真相比，理論上E測__＝__E真． 【解析】(1)將定值電阻R1和電流表G串聯(lián)，相當(dāng)于把電流表G改裝成了一個電壓表，由部分電路歐姆定律可知UV＝I(Rg＋R1)＝2 V. (3)電路中的總電流可表示為I總＝I＋，對閉合電路有E＝I總(r＋R0)＋I(R1＋Rg)，聯(lián)立可解得＝·＋. (4)由題圖乙中斜率k＝＝ A－1·Ω，解得E＝2.08 V. (5)根據(jù)公式可知該實驗中電動勢測量結(jié)果無系統(tǒng)誤差，故測得的電動勢E測與真實值E真相等． - 15 -