1、2021版高考物理總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新增分專題十測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻學(xué)案PAGE PAGE 39實(shí)驗(yàn)十測(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)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。3E和r的求解(1)由UEIr，得eq blcrc (avs4alco1(U1EI1r,U2EI2r)，解得eq blcrc (avs4alco1(Ef(I1U2I2U1,I1I2),

2、rf(U2U1,I1I2)。(2)作圖法處理數(shù)據(jù)：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。三、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(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙、刻度尺、鉛筆等。四、實(shí)驗(yàn)步驟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(kāi)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。第1組第2組第3組第4組第5組第6組U/VI/A(3)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)、拆除電路、整理器材。五、數(shù)據(jù)處理本實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)的處理方法

3、有兩種，一是聯(lián)立方程求解的公式法，二是描點(diǎn)作圖法。1公式法：取六組對(duì)應(yīng)的U、I數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)滿足關(guān)系式U1EI1r、U2EI2r、U3EI3r、讓第1式和第4式聯(lián)立方程、第2式和第5式聯(lián)立方程、第3式和第6式聯(lián)立方程，這樣解得三組E、r的值，取其平均值作為電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的大小。2作圖法：以路端電壓U為縱軸、干路電流I為橫軸建立UI坐標(biāo)系，如圖2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(guò)這些點(diǎn)作一條直線，不在直線上的點(diǎn)大致均勻地分布在直線兩側(cè)，則直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即是電池電動(dòng)勢(shì)E的大小(一次函數(shù)的縱軸截距)，直線的斜率大小即為電池的內(nèi)阻r。六、誤差分析1圖象法分析兩種常

4、見(jiàn)電路圖的誤差(1)當(dāng)采用如圖甲所示的電路測(cè)量時(shí)，在理論上EU(IVIA)r，其中電壓表示數(shù)U是準(zhǔn)確的電源兩端電壓，反映到UI圖象上，當(dāng)電壓值為真實(shí)值時(shí)，所測(cè)電流小于真實(shí)的電流，導(dǎo)致圖線在U軸上的截距偏小(如圖乙中帶箭頭線段IV為差值)，而且電壓表示數(shù)越大，IV越大。從圖乙可以得到：當(dāng)電壓表示數(shù)為零時(shí)，IV0，IAI短，短路電流測(cè)量值等于真實(shí)值；E測(cè)E真；因?yàn)閞測(cè)eq f(E測(cè),I短)，所以r測(cè)r真。(2)如采用如圖丙所示的接法，IA為電源電流真實(shí)值，理論上有EUUAIAr，反映到UI圖象上，當(dāng)電流值為真實(shí)值時(shí)，所測(cè)電壓小于真實(shí)電壓，導(dǎo)致圖線在I軸上截距偏小(如圖丁中帶箭頭線段UA為差值)，而

5、且電流表示數(shù)越大，UA越大，當(dāng)電流表示數(shù)為零時(shí)，UA0，電壓表示數(shù)為準(zhǔn)確值，等于E。從圖丁可以得到：電流為零時(shí)，E為真實(shí)值；I短測(cè)r真，r測(cè)實(shí)際是r和RA的串聯(lián)值。這時(shí)，r測(cè)的值誤差非常大。2電表讀數(shù)帶來(lái)誤差。3如果將六組數(shù)據(jù)按先后順序兩兩依次組成方程組，由于兩組數(shù)據(jù)相鄰，變化較小，計(jì)算(或測(cè)量)誤差較大。為此，應(yīng)使前后數(shù)據(jù)交叉組成方程組。4用圖象法求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，作圖不準(zhǔn)確造成誤差。5根據(jù)圖象進(jìn)行分析計(jì)算時(shí)造成誤差。七、注意事項(xiàng)1為了使電池的路端電壓變化明顯，應(yīng)選內(nèi)阻大些的電池(選用已使用過(guò)一段時(shí)間的干電池)。2.在實(shí)驗(yàn)中不要將I調(diào)得過(guò)大，每次讀完U和I的數(shù)據(jù)后應(yīng)立即斷開(kāi)電源，以免干電池在

6、大電流放電時(shí)極化現(xiàn)象嚴(yán)重，使得E和r明顯變化。3.要測(cè)出不少于6組的(I、U)數(shù)據(jù)，且變化范圍要大些。4.畫(huà)UI圖線時(shí)，縱軸的刻度可以不從零開(kāi)始，而是根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)從某一恰當(dāng)值開(kāi)始(橫坐標(biāo)I必須從零開(kāi)始)。但這時(shí)圖線與橫軸的交點(diǎn)不再是短路電流，而圖線與縱軸的交點(diǎn)仍為電源電動(dòng)勢(shì)，圖線斜率的絕對(duì)值仍為內(nèi)阻?？键c(diǎn)1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)例1(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_(kāi)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：U(V)1.451.361.271.161.06I(A)0.120.200.280.360.44請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在圖

7、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(kāi)。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)作出UI圖線如答圖所示，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req f(1.601.0,0.49) 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。答案(1)0.44(2)UI圖線如圖所示1.60(1.581.62均正確)1

8、.22(1.181.26均正確)(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)誤差增大注意UI圖象的U坐標(biāo)軸一般不是從零刻度開(kāi)始，這樣內(nèi)阻r只能用req f(U,I)計(jì)算，不能由req f(E,I短)計(jì)算。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(kāi)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

9、下列問(wèn)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(guò)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

10、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req f(U,I)eq f(1.500.80,0.176) 3.98 。(4)對(duì)于方案二，由閉合電路的歐姆定律得EUI(rR0)，可見(jiàn)R0可等效為電源的內(nèi)阻，可見(jiàn)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)，圖象的斜率表示是“電源內(nèi)阻與R0之和”，由圖象甲可得：rR0eq f(U,I)eq f(1.500.8,0.057) 12.28 ，可得R012.28 3.98 8.30 ?？键c(diǎn)2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)一

11、、實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新1用一個(gè)電流表和電阻箱測(cè)量電路圖如圖甲所示。測(cè)量原理為：用電流表測(cè)量干路中的電流，通過(guò)改變電路中的電阻，測(cè)出兩組R、I數(shù)據(jù)，則有EI1R1I1r，EI2R2I2r，由此可求出E和r。此種方法測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)無(wú)偏差，但內(nèi)阻偏大。2用一個(gè)電壓表和電阻箱測(cè)量 電路圖如圖乙所示。測(cè)量原理為：用電壓表測(cè)量路端電壓，通過(guò)改變電路中的電阻，測(cè)出兩組U、R數(shù)據(jù)，則有EU1eq f(U1,R1)r，EU2eq f(U2,R2)r，由此可求出E和r。此種方法測(cè)得的電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏小。二、數(shù)據(jù)處理的創(chuàng)新利用各種圖象進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理從而得到E、r，常見(jiàn)的eq f(1,I)R、eq f(1,U)eq

12、f(1,R)、I1I2 圖象等。例2(2017天津和平區(qū)一模)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E及電阻R1和R2的阻值，實(shí)驗(yàn)器材有：待測(cè)電源E(不計(jì)內(nèi)阻)，待測(cè)定值電阻R1、R2，電流表A(量程為00.6 A，內(nèi)阻不計(jì))，電阻箱R(099.99 )，單刀單擲開(kāi)關(guān)S1，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2及導(dǎo)線若干。(1)先測(cè)定值電阻R1的阻值(R1只有幾歐姆)，請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整：閉合開(kāi)關(guān)S1，將開(kāi)關(guān)S2切換到a，調(diào)節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)r1和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I；將開(kāi)關(guān)S2切換到b，調(diào)節(jié)電阻箱，使_，讀出此時(shí)電阻箱的示數(shù)r2，則電阻R1阻值的表達(dá)式為R1_。(2)該同學(xué)已經(jīng)測(cè)得定值電阻R12.0 ，繼

13、續(xù)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E和R2的阻值，該同學(xué)的做法是：閉合開(kāi)關(guān)S1，將開(kāi)關(guān)S2切換到b，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖乙所示的eq f(1,I)R圖線，則電源電動(dòng)勢(shì)E_V，電阻R2_。(3)若實(shí)際電流表A的內(nèi)阻不可忽略，則R2的測(cè)量值_(填“大于”或“小于”)真實(shí)值。解析(1)將S2切換到b，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表的示數(shù)不變，則R1r1r2。(2)由閉合電路歐姆定律得EI(RR2R1)，解得eq f(1,I)eq f(1,E)Req f(R2R1,E)，由eq f(1,I)R圖線得，斜率keq f(4.02.0,3.0) V1eq f(2,3) V1

14、，縱軸截距b2.0 A1，則eq f(1,E)k，eq f(R2R1,E)b，解得E1.5 V，R21.0 。(3)若實(shí)際電流表A的內(nèi)阻不可忽略，由閉合電路歐姆定律得，EI(RR2R1RA)，解得eq f(1,I)eq f(1,E)Req f(R2R1RA,E)，則R2EbR1RA，故R2的測(cè)量值大于真實(shí)值。答案(1)電流表的示數(shù)不變r(jià)1r2(2)1.51.0(3)大于用圖象法解決問(wèn)題，關(guān)鍵是根據(jù)題意寫(xiě)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。圖甲為某同學(xué)測(cè)量一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖，其中虛線框內(nèi)為用毫安表改裝成雙量程電壓表的電路，請(qǐng)

15、完成下列填空和作圖。(1)毫安表的內(nèi)阻為150 ，滿偏電流為3 mA；R1和R2為定值電阻，其中R1850 ，若使用a和b接線柱，電壓表量程為15 V；若使用a和c接線柱，電壓表的量程為_(kāi)V；R2_。(2)兩個(gè)電流表：A1(量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 )，A2(量程3 A，內(nèi)阻約0.05 )；兩個(gè)滑動(dòng)變阻器，最大阻值分別為10 和500 ，則應(yīng)選電流表_(填“A1”或“A2”)，應(yīng)選最大阻值為_(kāi)的滑動(dòng)變阻器。(3)實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：開(kāi)關(guān)S2撥向c，將滑動(dòng)變阻器R的滑片移到最_(填“左”或“右”)端，閉合開(kāi)關(guān)S1；多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下相應(yīng)的電流表的示數(shù)I1和毫安表的示數(shù)I2；根據(jù)圖乙

16、坐標(biāo)系中已描的點(diǎn)畫(huà)出I2I1圖象；由圖象得電源的電動(dòng)勢(shì)E_V，內(nèi)阻r_。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)答案(1)3 4000 (2)A1 10 (3)左 圖見(jiàn)解析 1.481.50均正確 0.810.85均正確解析(1)接a和b時(shí)，U1Ig(RgR1R2)，接a和c時(shí)，U2Ig(RgR1)，代入數(shù)據(jù)解得U23 V，R24000 。(2)由于電源是一節(jié)干電池，電路中的電流不會(huì)超0.6 A，所以電流表選A1；估算電路中的電阻由Req f(E,I)eq f(1.5,0.6) 2.5 ，故滑動(dòng)變阻器選10 。(3)由于滑動(dòng)變阻器采用限流接法，所以移到最左端；作圖如圖所示；由EI1rI2(RgR1)，解得I

17、2eq f(r,RgR1)I1eq f(E,RgR1)，所以斜率大小keq f(r,RgR1)，截距beq f(E,RgR1)，由圖象可得keq f(1.491.0103,0.59)8.3104；b1.49103 A，代入數(shù)據(jù)解得E1.49 V，r0.83 。1(2017江西重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)利用如圖甲所示電路，可用伏安法測(cè)定某一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，其中虛線框?yàn)橛渺`敏電流計(jì)G改裝的電壓表V，A為標(biāo)準(zhǔn)電流表，E1為待測(cè)電源，S為開(kāi)關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器。(1)已知靈敏電流計(jì)G的滿偏電流Ig200 A，按圖乙所示電路，用半偏法測(cè)定靈敏電流計(jì)G的內(nèi)阻rg，其中電阻R4約為1 k。為使測(cè)量值盡量準(zhǔn)確，在以下器

18、材中，電源E2應(yīng)選用_，電阻R3應(yīng)選用_，電阻R2應(yīng)選用_。(填器材前的字母)A電源(電動(dòng)勢(shì)1.5 V)B電源(電動(dòng)勢(shì)6 V)C電阻箱(0999.9 )D滑動(dòng)變阻器(0500 )E電位器(一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng))(05.1 k)F電位器(一種可變電阻，與滑動(dòng)變阻器相當(dāng))(051 k)(2)如果所得R3的阻值為300 ，則圖中被測(cè)電流計(jì)G的內(nèi)阻的測(cè)量值為_(kāi)，該測(cè)量值_實(shí)際值(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)給靈敏電流計(jì)G串聯(lián)一個(gè)阻值為_(kāi)k的電阻就可以將該電流計(jì)G改裝為量程6 V的電壓表。(4)由(2)確定靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻測(cè)量值與實(shí)際值差異后，將其改裝成另一電壓表V(甲圖虛線框所示)

19、接入甲圖電路進(jìn)而完成甲圖實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)，電壓表V測(cè)量值_實(shí)際值；電源E1電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值_實(shí)際值。(均填“大于”“小于”或“等于”)答案(1)B C F (2)300 小于 (3)29.7(4)小于 小于解析(1)半偏法測(cè)電阻要求保持干路電流幾乎不變，因此為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，R2應(yīng)選阻值大的F，電源應(yīng)選電動(dòng)勢(shì)大的B；由實(shí)驗(yàn)原理知靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻 rgR3，故電阻R3應(yīng)選電阻箱C。(2)靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻rgR3300 。閉合開(kāi)關(guān)S2，保持R2不變，調(diào)節(jié)R3的阻值，電流計(jì)的指針半偏時(shí)，電路中的總電阻減小，干路電流增大，由并聯(lián)電路的電流關(guān)系知，通過(guò)R3的電流大于滿偏電流的一半，由歐姆定律知，R3小于Rg，故測(cè)

20、量值小于實(shí)際值。(3)由歐姆定律得，靈敏電流計(jì)G串聯(lián)電阻阻值R1eq f(U,Ig)Rgeq f(6 V,200106 A)300 29.7 k。(4)靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻測(cè)量值小于實(shí)際值，改裝后電壓表V的實(shí)際內(nèi)阻大于理論值，故電壓表V的測(cè)量值小于實(shí)際值；由EUIr知，UI圖象中，圖象在縱軸的截距表示電源電動(dòng)勢(shì)，所以電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于實(shí)際值。2某同學(xué)設(shè)想運(yùn)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)量未知電阻Rx的阻值、電流表A的內(nèi)阻和電源(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電流表的讀數(shù)始終符合實(shí)驗(yàn)要求。(1)為了測(cè)量未知電阻Rx的阻值，他在閉合開(kāi)關(guān)之前應(yīng)該將兩個(gè)電阻箱的阻值調(diào)至_(填“最大”或“最小”)，然后

21、閉合開(kāi)關(guān)K1，將開(kāi)關(guān)K2撥至1位置，調(diào)節(jié)R2使電流表A有明顯讀數(shù)I0；接著將開(kāi)關(guān)K2撥至2位置，保持R2不變，調(diào)節(jié)R1，當(dāng)調(diào)節(jié)R134.2 時(shí)，電流表A讀數(shù)仍為I0，則該未知電阻的阻值Rx_。(2)為了測(cè)量電流表A的內(nèi)阻RA和電源(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)E，他將R1的阻值調(diào)到R11.5 ，R2調(diào)到最大，將開(kāi)關(guān)K2撥至2位置，閉合開(kāi)關(guān)K1；然后多次調(diào)節(jié)R2，并在表格中記錄下了各次R2的阻值和對(duì)應(yīng)電流表A的讀數(shù)I；最后根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，他畫(huà)出了如圖乙所示的圖象，根據(jù)你所學(xué)知識(shí)和題中所給字母寫(xiě)出該圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為：_；利用圖象中的數(shù)據(jù)可求得，電流表A的內(nèi)阻RA_，電源(內(nèi)阻忽略不計(jì))的電動(dòng)勢(shì)E_

22、V。答案(1)最大34.2(2)eq f(1,I)eq f(R2,E)eq f(R1RA,E)0.54解析(1)為了保護(hù)電路，需要將電阻箱的阻值都調(diào)至最大。因?yàn)閮煞N情況下電流表示數(shù)相同，Rx和R1等效，所以RxR134.2 。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得：EI(R1R2RA)，解得eq f(1,I)eq f(1,E)R2eq f(R1RA,E)，故eq f(1,I)R2圖象的斜率為eq f(1,E)，則縱截距為eq f(R1RA,E)，代入數(shù)據(jù)可得：eq f(1,E)eq f(10.5,2)，eq f(R1RA,E)0.5，解得E4 V，RA0.5 。3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)

23、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(kāi)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(kāi)，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

24、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(pán)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(guò)程中通過(guò)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eq f(1,U)與eq f(1,R)的

25、函數(shù)關(guān)系式為_(kāi)；由此作出eq f(1,U)eq f(1,R)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_(kāi)；內(nèi)阻的表達(dá)式為_(kāi)。答案(1)R4R11990(2)eq f(1,U)eq f(3rR0,E)eq f(1,R)eq f(3,E)Eeq f(3,b)req f(k,b)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RVRa995 ，由電表的改裝可知該電壓表應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻Rbeq f(3 V1 V,1 V)Ra1990 。(2)由閉合電路歐姆定律E3Ueq f(3U,R)(rR0)，整理得eq f(1,U)eq

26、f(3rR0,E)eq f(1,R)eq f(3,E)，截距beq f(3,E)，斜率keq f(3rR0,E)，解得Eeq f(3,b)，req f(k,b)R0。4(2016四川高考)用如圖所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3 V，內(nèi)阻約2 )，保護(hù)電阻R1(阻值10 )和R2(阻值5 )，滑動(dòng)變阻器R，電流表A，電壓表V，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)主要步驟：將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)；逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作UI圖線(U、I都用國(guó)際單位)；求出UI圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫

27、軸上的截距a。回答下列問(wèn)題：(1)電壓表最好選用_；電流表最好選用_。A電壓表(03 V，內(nèi)阻約15 k)B電壓表(03 V，內(nèi)阻約3 k)C電流表(0200 mA，內(nèi)阻約2 )D電流表(030 mA，內(nèi)阻約2 ) (2)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是_。A兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱B兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱C一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)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(dòng)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(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式

28、E_，r_，代入數(shù)值可得E和r的測(cè)量值。答案(1)AC(2)C(3)akkR2解析(1)電壓表測(cè)量路端電壓，測(cè)量中為了減小誤差，通過(guò)電壓表的電流越小越好，在量程一樣(03 V)的情況下，其內(nèi)阻越大越好，電壓表選A；電路中的電流最大值大約為eq f(3 V,105 )200 mA，電流表選C。(2)滑片從左向右滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)增大，說(shuō)明滑片滑動(dòng)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大，只有C項(xiàng)的接法符合上述情形。(3)因?yàn)閁EI(rR2)，所以UI圖線如圖所示，斜率的絕對(duì)值krR2，故rkR2。橫軸截距aeq f(E,rR2)，則Eak。5. (安徽高考)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

29、的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。圖中R0是定值電阻，通過(guò)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eq f(1,U12)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_(kāi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)應(yīng)剔除。(2)在坐標(biāo)紙上畫(huà)出eq f(1,U12)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(jiàn)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(huà)一條平滑曲線，如圖所示。(3)圖線的斜率keq f(1.410.70,160) V114.44103 V11，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得eq f(Ex,R0Rrx)eq f(U12,R0)，整理得eq f(1,U12)eq