一、實驗題1、實驗小組要測定一個電池組的電動勢E和內阻r，已知電池組的電動勢約為4.5V、內阻約幾歐姆，可用的實驗器材有：待測電源(電動勢約4.5V，內阻約幾歐姆)；電壓表V1(量程0～6V)；電壓表V2(量程0～3V)；滑動變阻器R1(阻值0～5.0Ω)；滑動變阻器R2(阻值0～15.0Ω)；開關S一個，導線若干。(1)實驗小組的某同學利用以上器材，設計了如圖所示的電路，M、N分別是電壓表________、________，P、Q分別是滑動變阻器________、________。(填器材對應符號)(2)按照電路將器材連接好，先將P、Q均調節(jié)到最大值，閉合開關S，然后____________________(填寫對應的實驗操作過程)，依次記錄M、N的示數(shù)。(3)根據(jù)記錄的M、N的數(shù)據(jù)作出MN圖象，由MN圖象得到電池組的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω。(結果保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)V1V2R2R1(2)保持Q不動，不斷調節(jié)P(3)4.5(4.4、4.6也正確)2.0(1.9、2.1也正確)【解析】(1)由電路圖可知電壓表M測量P、Q的總電壓，電壓表N測量Q的電壓，故M為大量程的電壓表V1，N為小量程的電壓表V2，根據(jù)部分電路歐姆定律可知P為阻值范圍較大的滑動變阻器R2，Q為阻值范圍較小的滑動變阻器R1。(2)按照電路將器材連接好，先將P、Q均調節(jié)到最大值，閉合開關S，然后保持Q不動，不斷調節(jié)P，同時依次記錄M、N的示數(shù)。(3)設M的示數(shù)為U1，N的示數(shù)為U2，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：E＝U1＋U2R1r，整理可以得到：U1＝E－U2R1r將U1＝4.0V、U2＝1.25V和U1＝3.5V、U2＝2.5V兩組數(shù)據(jù)代入式中并整理可以得到：E＝4.5V，r＝2.0Ω。2、某同學利用以下器材測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻，實驗原理電路圖如圖甲所示。電壓表：V(量程3V，內阻RV＝10kΩ)電流表：G(量程3mA，內阻Rg＝100Ω)滑動變阻器：R(阻值范圍0～10Ω，額定電流2A)定值電阻：R0＝0.5Ω開關S和導線。(1)該同學將電流表G與定值電阻R0并聯(lián)，實際上是進行了電表的改裝，則他改裝后的電流表對應的量程是________A。(結果保留一位有效數(shù)字)(2)該同學利用上述實驗原理圖測得數(shù)據(jù)，以電流表G讀數(shù)為橫坐標，以電壓表V讀數(shù)為縱坐標，繪出了如圖乙所示的圖線，根據(jù)圖線可求出電源的電動勢E＝________V，電源的內阻r＝________Ω。(結果均保留兩位小數(shù))【答案】(1)0.6(2)1.480.84【解析】(1)改裝后的電流表量程：I＝Ig＋IgRgR0＝0.003A＋0.003×1000.5A＝0.603A≈0.6A。(2)由(1)可知，改裝后電流表的量程是電流表G量程的200倍，故U＝E－200Ir，圖線縱軸上的截距等于電源的電動勢，由圖讀出電源的電動勢為：E＝1.48V；圖線的斜率大小k＝200r，則電源的內阻為：r＝1.48－1.062.5×10－3×200Ω＝0.84Ω。二、實驗設計的創(chuàng)新3、設計本實驗時，還可有以下兩種思路(1)利用電流表(或電壓表)和電阻箱，改變電阻箱的阻值，測出對應的電流(或電壓)，由閉合電路歐姆定律列式求解或作出相關量間的關系圖象，利用截距、斜率求解．(2)利用電阻箱和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取相關數(shù)據(jù)，或給出圖象，利用閉合電路歐姆定律導出有關量間函數(shù)關系，由圖象截距、斜率求解．無論實驗如何設計，給出哪兩個量的關系圖象，都是利用閉合電路歐姆定律，進行相關的推導，找出其函數(shù)關系，從而求得電動勢和內阻．2．電源的電動勢和內阻測量方法一般為伏安法，另外還有以下幾種方法(1)安阻法：用一個電流表和電阻箱測量，電路如圖甲所示，測量原理為：E＝I1(R1＋r)，E＝I2(R2＋r)，由此可求出E和r，此種方法使測得的電動勢無偏差，但內阻偏大．(2)伏阻法：用一個電壓表和電阻箱測量，電路如圖乙所示．測量原理為：E＝U1＋U1R1r，E＝U2＋U2R2r，由此可求出E和r，此種方法測得的電動勢和內阻均偏?。?3)粗測法：用一只電壓表粗測電動勢，直接將電壓表接在電源兩端，所測值近似認為是電源電動勢，此時U＝ERVRV＋r≈E，需滿足RV?r.(4)雙伏法：用兩個電壓表可測得電源的電動勢，電路如圖所示．測量方法為：斷開S，測得V1、V2的示數(shù)分別為U1、U2，此時，E＝U1＋U2＋U1RVr，RV為V1的內阻；再閉合S，V1的示數(shù)為U′1，此時E＝U′1＋U′1RVr，解方程組可求得E和r.4、一同學測量某干電池的電動勢和內阻．(1)甲圖所示是該同學正準備接入最后一根導線(圖中虛線所示)時的實驗電路．請指出圖中在器材操作上存在的兩個不妥之處：①_______________________________________________________________；②________________________________________________________________.(2)實驗測得的電阻箱阻值R和電流表示數(shù)I，以及計算的1I數(shù)據(jù)見表：R/Ω8.07.06.05.04.0I/A0.150.170.190.220.261I/A－16.75.95.34.53.8

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在方格紙上作出R1I關系圖象．由圖象可計算出該干電池的電動勢為________V；內阻為________Ω.(3)為了得到更準確的測量結果，在測出上述數(shù)據(jù)后，該同學將一只量程為100mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端．調節(jié)電阻箱，當電流表的示數(shù)為0.33A時，電壓表的指針位置如乙圖所示，則該干電池的電動勢應為________V；內阻應為________Ω.【答案】(1)①開關未斷開②電阻箱阻值為零(2)圖見解析1.4(1.30～1.44均可)1.2(1.0～1.4均可)(3)1.4(1.30～1.44均可)1.0(0.8～1.2均可)【解析】(1)①開關不應該閉合，應該保持斷開狀態(tài)．②電阻箱要以最大阻值接入，然后再調小．(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點連線如圖所示．由閉合電路歐姆定律，E＝IR＋Ir得R＝E·1I－r，類似于一次函數(shù)y＝kx＋b的形式，R1I圖象的斜率表示電動勢E，縱截距絕對值為內阻r.由圖可知，E＝1.4V，r＝1.2Ω.(3)因為電動勢是一個常數(shù)1.4V，電流表的內阻RA＝UAI＝0.2Ω，內阻為1.2Ω－0.2Ω＝1.0Ω.5、某同學設計了如圖甲所示的電路來測量電源電動勢E和內阻r及電阻R1的阻值。實驗器材有：待測電源，待測電阻R1，電壓表V(量程0～3V，內阻很大)，電阻箱R(0～99.99Ω)，單刀單擲開關S1，單刀雙擲開關S2，導線若干。(1)先測電阻

R1的阻值。請將該同學的操作補充完整：A．閉合S1，將S2切換到a，調節(jié)電阻箱，讀出其示數(shù)R0和對應的電壓表示數(shù)U1；B．保持電阻箱示數(shù)不變，______________，讀出電壓表的示數(shù)U2；C．電阻R1的表達式為R1＝________。(2)該同學已經(jīng)測得電阻R1＝3.2Ω，繼續(xù)測電源電動勢E和內阻r，其做法是：閉合S1，將S2切換到a，多次調節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱示數(shù)R和對應的電壓表示數(shù)U，由測得的數(shù)據(jù)，繪出了如圖乙所示的1U1R圖線，則電源電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω。(結果保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)將S2切換到bU2－U1R0,U1)(2)2.00.80【解析】(1)由題意知，電壓表可看成理想電表，根據(jù)電路圖可知電阻箱與定值電阻R1串聯(lián)，電流相等，I1＝IR＝U1R0；保持電阻箱示數(shù)不變，將S2切換到b，讀出電壓表的示數(shù)U2，此時電壓表示數(shù)為電阻箱與定值電阻R1串聯(lián)的總電壓，定值電阻R1兩端的電壓為U1′＝U2－U1，R1＝U1′I1＝U2－U1R0,U1)。(2)根據(jù)E＝U＋UR(R1＋r)，有1U＝1E＋1R·R1＋rE，可知1U1R圖線中，縱截距為1E＝0.5，所以電源電動勢E＝2.0V；圖線的斜率k＝R1＋rE＝1.5－0.50.5＝2.0，解得內阻r＝0.80Ω。6、為了同時測量一電源的電動勢E和內阻r，以及某定值電阻的阻值Rx，某同學設計了一個電路。實驗室提供的器材如下：待測電源、待測電阻、電阻箱一個、內阻很大的電壓表一個、單刀單擲開關兩個、導線若干。(1)為實現(xiàn)上述目的，請完善實物圖連接；(2)該同學實驗的主要步驟有：①閉合S1、S2，多次調節(jié)電阻箱，并記錄其阻值及對應的電壓表的示數(shù)；②保持S1閉合，斷開S2，多次調節(jié)電阻箱，并記錄其阻值及對應的電壓表的示數(shù)；③根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出兩條1U1R圖線如圖所示。由圖線可得電動勢E＝________，內阻r＝________，Rx＝________(用圖線中a、b、c表示)?！敬鸢浮?1)圖見解析(2)1c1a1b－1a【解析】(1)通過開關S2控制電阻Rx是否接入電路，實驗電路原理圖如下：故實物圖如圖所示：(2)閉合S1、S2，有E＝U＋URr，故有1U＝1E＋rE·1R；保持S1閉合，斷開S2，有E＝U＋UR(r＋Rx)，故有1U＝1E＋r＋RxE·1R；結合1U1R圖象可知，1E＝c，r＋RxE＝cb，rE＝ca；故解得：E＝1c，r＝1a，Rx＝1b－1a。7、某興趣小組利用圖甲所示電路測定一組干電池的內阻r和一待測電阻的阻值Rx.已知電池組的電動勢約為6V，電池組內阻和待測電阻的阻值都約為10Ω，且不超過10Ω，可供選用的實驗器材有：A．電流表(量程0～300mA，內阻不計)；B．電流表(量程0～3A，內阻不計)；C．電壓表(量程0～6V，內阻很大)；D．電壓表(量程0～15V，內阻很大)；E．滑動變阻器R(阻值0～100Ω)；F．開關S一個，導線若干．

該實驗過程如下：(1)在連接電路前，先選擇合適的器材，電流表應選用______，電壓表應選用________．(填所選器材前的字母)(2)按圖甲正確連接好電路后，將滑動變阻器的阻值調到最大，閉合開關，逐次調小其接入電路的阻值，測出多組U和I的值，并記錄相應的數(shù)據(jù)，以U為縱軸，I為橫軸，得到圖乙所示的圖線．(3)斷開開關S，將Rx改接在B、C之間，A與B用導線直接相連，其他部分保持不變．重復步驟(2)，得到另一條UI圖線，其斜率的絕對值為k.(4)根據(jù)上面實驗數(shù)據(jù)結合圖乙可得，電池組