2024年高考物理電學實驗中圖像解答總結

電學實驗中圖像解答總結

【本專題涉及到的常見的實驗】

各類電學實驗

【方法總結提升】

1、考查類型

①描點作圖題：單位長度恰當，數據盡可能分散，平滑曲線連接，大多數點過連線。

②看圖象找結論：看圖找出兩個量之間的關系。

③非線性轉換成線性圖象解決問題

④分析圖象斜率、截距、面積、特殊點物理意義題

⑤畫圖象解決問題

2、高考大綱要求的電學實驗內容與函數圖象對照表

內容函數圖象

實驗：測定金屬的電阻率伏安法測電阻，函數U=笈，因R不變，u-l圖象是直線

實驗：描繪小電珠的伏安特性曲

函數/=，因R是變量，/一U圖象是曲線

線R

實驗：測定電源的電動勢和內阻伏安法：函數U=E—6，因r不變，U-I圖象是直線。

安阻法：函數11r，因E、r不變，—一R圖象

-=—.R+~1

IEE

是直線.

1r11――-圖象

伏阻法：函數上=工.’+’,因￡、「不變，UR

UERE

是直線.

【例題11某實驗小組在電壓表、電流表、電阻箱等實驗器材中選一些來測量干電池組的電

動勢與內阻。

圖1圖2

（1）為了了解電壓表內阻的大概值，用多用電表的歐姆擋來測量電壓表的內阻，如圖1所

示，多用電表的紅表筆應該與電壓表的（填“正”或“負”）接線柱相連，經過正確操

作，選擇TOO擋時，示數如圖2所示，則電壓表的電阻值約為

（2）為了測量某電池組的電動勢和內阻，除了該電壓表外，現提供的器材如下：A.某型

號電池組（電動勢約為3QV、內阻很?。籅.電流表A（量程2A,內阻約為2。）；C.電

阻箱R（°~99.9。）；口.開關和導線若干。該實驗小組設計甲、乙兩個實驗方案，實驗電路

圖分別如圖3、4所示，利用方案甲測量出的數據，作出它的t/T—RT圖像如圖5,利用方

案乙測出的數據作出R—尸圖像如圖6所示，則通過方案乙測出電池組的內阻廠=

（用圖中的字母表達，/為圖像的斜率，6為圖像與縱軸的交點值）

t/'/r1

川石

圖3圖4圖5圖6

（3）你認為以上方案測量的內阻哪一個更接近真實值（填“甲”或"乙”）。

【答案】負3.0-10~3瓦甲

【解析】（1）多用電表的歐姆擋的電源正極與黑表筆連接，電源負極與紅表筆相連，測電壓

表內阻時應紅表筆與電壓表的負極相連；

電阻讀數為

3

7?v=3O.100u=3.0.10U

（2）根據閉合電路歐姆定律

E=I（R+r）

化簡整理得

R=-E—r

/

在R一廠?圖像中，圖像與縱軸的交點值表示內阻為％;

（本問中電流表內阻的影響屬于誤差分析范疇）

（3）甲方案中，誤差來源于電壓表分流，由于電壓表內阻很大，分流較小，乙方案中電流

表分壓，其內阻相比電源內阻分壓較大，相比較而言，甲方案的誤差較小，更接近真實值；

［例題2］某同學設計了一個測量液體電阻率的實驗，他在一根均勻的長玻璃管兩端裝上兩

個橡膠塞和鉗電極，如圖甲所示，兩電極相距L，其間充滿待測的河水，安裝前他用游標卡

尺測量玻璃管的內經，測量結果為

橡膠塞

電極a

玻璃管

電極b

橡膠塞

圖乙

所用儀器：

量程15V、內阻約300kQ的電壓表

量程200gA、內阻約50。的電流表

最大阻值為IkQ的滑動變阻器，

電動勢E=12V、內阻約為尸6。的電池組，開關等各一個，以及導線若干

圖乙坐標中包括坐標為（0,0）的點在內的9個點表示他較為準確測得的9組電流/、電壓U

的值，在坐標中已作出圖線。

根據以上材料完成以下問題：

①由圖線得液體的電阻R=kQ

②圖丙中的儀器實物已部分連線，請完成剩余部分的連接,保證能測出圖乙數據。

圖丙

③開關閉合前滑動變阻器的滑片應先滑至（填“A”或"8”）端。

④求出液體的電阻率p=（用題中給出的字母D、L、R及數學常數表示）。

②實物圖為

解得

【例題3】.小明在超市中發(fā)現兩種品牌的5號干電池，他利用電流表和電壓表設計實驗，

分別測定一節(jié)這兩種品牌干電池的電動勢和內阻。

（1）實驗時有開關和導線若干，以及以下器材：

A.電壓表（0—3V,內阻約為IkQ）

B.電流表（0—3A,內阻為0.2Q）

C.電流表（0—0.6A,內阻為0.5。）

D.滑動變阻器（0—20。，允許通過的最大電流為1A）

E.滑動變阻器（0—200。，允許通過的最大電流為0.5A）

實驗中電流表應選用；滑動變阻器應選用o（均填相應器材前的字

母）

甲乙內

⑶小明分別記錄了6組數據并在同一坐標紙內畫出兩個干電池的U—I圖線，如圖丙所示。

根據所畫圖線可得出品牌/干電池內阻廠=Q。（結果均保留兩位小數）

（4）小明根據數據發(fā)現一節(jié)不同品牌干電池的電動勢基本相同，只是內阻差異較大，小明

繼續(xù)對I、n兩個品牌干電池做了進一步探究，對電池的輸出功率尸隨外電阻R變化的關

系，以及電池的輸出功率尸隨路端電壓U變化的關系進行了猜想和實驗驗證，并分別畫出

了下列的P—R和尸一。圖像。下列各圖中可能正確的是0（多選，填正確答案

【答案】CD乙0.33（0.30~0.40均可）AD#DA

【解析】（1）從圖像可知測量的電流不超過0.6A,故電流表選C；0—200C的滑動變阻器

阻值太大，調節(jié)不方便，故滑動變阻器選D；

（2）乙圖測量的電動勢是準確的，內阻的測量值為「測中真土區(qū)人，而由于電流表內阻已知,

故在測量值的基礎上減掉電流表內阻就可以準確算出電源內阻，故選擇乙圖；

〃一/圖像的斜率的絕對值為電源內阻的大小，結合系統(tǒng)誤差，可得電池的內阻為

r=-0.5Q如0.33Q

0.60A''

AB.輸出功率與外電路電阻的關系為

根據數學知識可知當R增大時，輸出功率先增大后減小，且當尺=廠時輸出功率最大，最大

旦2

值為4廠。從圖丙可知電池n的內阻大于電池I的內阻，故電池I的輸出功率最大值大于電

池n的最大值，且電池口輸出功率最大時外電路電阻更大，結合以上分析可知，故A正確、B

錯誤；

CD.輸出功率與路端電壓的關系為

P=UI=U.U=^3

rr

u=旦

根據數學知識可知當2時輸出功率最大，且電源I的輸出功率最大值大于電池n的最大

值，故C錯誤、D正確。

ADo

［例題4］某同學用如圖所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢E和內電阻

r,R為電阻箱。實驗室提供的器材如下：電壓表（量程0~3V,內阻約3k。），電阻箱（限

值范圍0?999.9。）；開關、導線若干。

（1）根據圖中的電路圖，將器材連接成實驗電路；

⑵實驗時，改變電阻箱R的值，記錄下電壓表的示數U,得到若干組R、。的數據；

11

（3）根據實驗數據繪出如圖所示的UR圖線，由圖像得出電池組的電動勢E=

V,內電阻片Qo（結果保留二位有效數字）

（4）關于這個實驗中存在的誤差以及減小誤差的各種方法，下列說法正確的是（單

選）

A.電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差

B.同學讀電壓表讀數引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差

C.本實驗用圖像法處理數據可以減小偶然誤差

D.如果將電壓表的內阻計算在內就可以減小偶然誤差

【答案】2.8Z2.90.65/0.66/0.67/0.68/0.69/0.70/0.71/0.72/0.73/0.74C

【解析】（3）根據閉合電路歐姆定律有

E=U+!r

R

可得

_L=0+」

UERE

可知，圖像的斜率和截距分別為

h

結合圖像可知

k=L60-0.35=025

5.0

b=0.35

解得

E必2.9V

r必0.72U

(4)A.電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，A錯誤;

B.同學讀電壓表讀數引起的誤差屬于偶然誤差，B錯誤;

C.本實驗用圖像法處理數據可以減小偶然誤差，C正確;

D.如果將電壓表的內阻計算在內就可以減小系統(tǒng)誤差，D錯誤。

故選Co

1.汽車在高架橋上時，導航說右轉，而實際上右邊根本沒有右轉出口，這是因為導航無法

判斷汽車是否在橋上。一些智能手機中配有氣壓傳感器，氣壓傳感器的電阻會隨所處環(huán)境氣

壓的變化而變化，所處的高度不同，氣壓不同，這樣就可以很好地輔助導航來判斷汽車所處

的高度，避免錯誤導航。某實驗小組在室溫下用以下器材探究氣壓傳感器的阻值段隨氣壓

變化的規(guī)律。

A.氣壓傳感器P(阻值變化范圍從幾歐到十幾歐)；

B.直流電源，電動勢為3V,內阻不計；

C.電壓表量程為0~3V,內阻約為3kC；

D.電流表，量程為0~0.6A,內阻為0.5。；

E.滑動變阻器R，最大阻值約為20。；

20

10

0.80.91.01.11.2^(xl^Pa)

(1)小明設計了如圖甲所示的實驗電路原理圖，請在圖乙中用連線將實物補充完整o

(2)當氣壓傳感器所處環(huán)境的氣壓為標準大氣壓時，閉合開關S,移動滑動變阻器的滑片,

若電壓表的示數U=230V,電流表的示數/=0.20A,則氣壓傳感器的阻值K=

Q。(結果保留三位有效數字)

(3)當環(huán)境壓強P改變時，測得不同的4值，繪成的圖像如圖丙所示，由圖丙可得4和壓

【解析】(1)如圖甲所示，電路圖為分壓式接法，且電流表內接，故作圖如下

(2)由閉合電路歐姆定律可得

&+氏=:

代入數據解得

R、="-R=^2,—0.512=H.Ck)

*I*0.20

(3)由圖可知，％和壓強P的關系表達式為一次函數，設表達式為

Rx-kp+b

根據圖像可得斜率為

,18-27

k二------------7二410

(1.2—0.8)105

則有

段=410-4p+b

代入尺=肛0=0.8.105,解得

6=-30

則段和壓強。的關系表達式為

用=4*Kr*p—30

2.某實驗小組利用如下器材測量電源電動勢E和內阻所用的器材包括：待測直流穩(wěn)壓

電源、電流表(內阻RA可忽略不計)、總長度為。=37.0cm、總電阻值R=10.0C的電阻絲

助，且電阻絲外上標有長度刻度，保護電阻4=2.5。，螺旋測微器(千分尺)、開關和導

電阻絲

（1）為驗證電阻絲粗細是否均勻，一同學用螺旋測微器在電阻絲不同位置各個方向上測量

了金屬絲的直徑。某次測量結果如圖所示，金屬絲直徑的測量值為cm,由此可以求

得該金屬絲的電阻率約為Q.m（電阻率的計算結果保留三位有效數字）。

（2）連接好電路后，閉合開關S,記錄電阻絲呢的長度L和相應電流表的示數/,多次滑

1

動。點，改變ac的長度，測得多組乙和/的值，計算出對應的/,根據測量到的多組實驗數

--L

據作出/圖像，如圖所示，由圖像可求得電源電動勢E=V,電源內阻，=Q

（計算結果均保留三位有效數字）O

（3）該小組對實驗進行誤差分析：若電流表的內阻&不可忽略，步驟（2）中得到的電源

內阻的測量值_____真實值（填“大于”“等于”或“小于”）o

【答案】0.07401.16A10-51.350,203大于

【解析】（1）螺旋測微器讀數為

0.5mm+0.01mmA24.0=0.740mm=0.0740cm

根據電阻公式可得

兀=&=嵯必=口6人『（^

LL

（2）由閉合電路歐姆定律可得

公/卜+0|

整理得

j_=_R_Lj+Ro

IaEE

結合圖像可得

k=旦=2Qb，+R。=2.0

aEE

解得

E=1.35V,r=0.203Q

（3）若考慮電流表內阻，由閉合電路歐姆定律可得通過截距計算電源內阻偏大，相當于把

電流表內阻和電源內阻一起等效為電源內阻測出。

3.某實驗小組同學想測量一個約幾歐姆電阻凡的阻值，實驗室提供的器材：

A.電池組（電動勢為3V）

B.電壓表Vi（量程為0~3V,內阻約3k。）

C.電壓表V2（量程為o~15V,內阻約15k。）

D.電流表Ai（量程為0~0.6A,內阻約0.1。）

E.電流表A2（量程為0~0.1A,內阻約3。）

F.滑動變阻器尺（0-1Q,額定電流2A）

G.開關、導線若干

（1）為了減小實驗誤差，電壓表應選,電流表應選（填寫所選器材前的

序號）。

（2）要使得測量誤差最小，他們測量是采用如圖哪種接法

（3）閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器的滑片，根據測得的多組數據在坐標紙上（如圖）建立

U、/坐標系，描繪出〃一,圖線，則待測電阻的阻值為Q（結果保留2位有效數字）,

測量結果與真實結果相比（填“偏大”、“偏小”或“無誤差”）。

【解析】（1）由于電池組的電動勢為3V,為了減小實驗誤差，電壓表應選B,由于待測電

阻約幾歐姆，由歐姆定律可知，電路中最大電流

/>—A=0.3A

則電流表應選D。

（2）要使得測量誤差最小，由于待測電阻較小，應采用電流表外接法，電壓表和電流表示

數從0開始變化，滑動變阻器采用分壓接法。

故選Co

（3）根據題意，由歐姆定律可知，0一/圖像的斜率表示待測電阻的阻值，則有

n2.70一c

R=--=-----u=5.4Q

*V0.50

由于電壓表的分流，所測電流偏大，則電阻的測量結果與真實結果相比偏小。

4.實驗小組利用伏安法測量電阻R的阻值，除開關、若干導線外實驗室還提供以下儀器。

A.電源（電動勢E=3V,內阻不計）

B.電流表Ai（量程為3A,小?！愦ǎ?/p>

C.電流表4（量程為0.6A,-06"）

D.靈敏電流計G（量程為4=50°M，屋=200a）

E.電阻箱R。（最大阻值為9999.9C）

F.滑變阻器與（最大阻值為100口，允許通過最大電流為1A）

G.滑變阻器與（最大阻值為100U,允許通過最大電流為0.3A）

H.多用電表

實驗過程如下，請回答與實驗過程中相關的問題：

（1）首先粗測電阻耳,將多用電表選擇開關旋轉至歐姆“：-1”擋，并進行歐姆調零，測得冬

的電阻如圖甲所示，則4的阻值約為G；

（2）實驗要將靈敏電流表G和電阻箱串聯(lián)改裝成量程為3V電壓表，電阻箱阻值凡需調至

U;

（3）選擇合適儀器，使測量數據盡可能多，請在方框中畫出設計電路圖；

(4)該實驗小組根據合理的設計電路進行實驗，得到多組靈敏電流計電流，。和電流表的電

流/的數據，并作出，。一/圖像如圖乙所示，則4的阻值為。(保留兩位有效數字),

6.0等于

Rx=5.0.IQ=5.0Q

(2)靈敏電流表G改裝成量程為3V電壓表，擴大倍數

r

n二---=30

串聯(lián)電阻

%=("一1尢=5800Q

即將電阻箱阻值R。調至5800。即滿足要求。

(3)電阻最大電流

￡

1==0.6A

R.

電流表A】量程過大，電流表應選A?；

由于改裝電壓表內阻已知，可以根據兩個電流表讀數得到待測電阻的實際值，電流表A?應

外接；要求測量數據盡可能多，應采用分壓式，選用滑動變阻器與，電路圖如圖所示：

（4）由

+=（/一公，IO）&

可得

1。=…6/

°々+r0+此

在/。-/圖像中，有

解得

火56.0Q

由于采用圖像斜率求得凡電阻，故測量值等于其真實值。

5.節(jié)日的彩燈扮靚了我們的城市，彩燈由許多小彩燈串聯(lián)后接在照明電路上，形成一串五

光十色的彩燈帶，下圖是一個小彩燈的圖片，當彩燈帶中一個小彩燈燈絲燒斷后，彩燈帶卻

不會熄滅，其原因是：小彩燈內有一根表面涂有絕緣物質的細金屬絲與燈絲并聯(lián)，當燈絲正

常發(fā)光時，金屬絲與燈絲支架不導通；當燈絲燒斷時，金屬絲與燈絲支架瞬間導通，其他小

彩燈仍能發(fā)光，小明找來一串彩燈帶進行探究實驗（其中有一個小彩燈的燈絲已燒斷）。實

驗室還提供下列器材：

A.電流表A（量程0~0.6A,內阻不計）

B.電壓表V（量程0-15V,內阻約2kQ）

C.滑動變阻器R（阻值0-10Q,額定電流1A）

D.電源（E=10V,內阻很小）

E.開關、導線若干

（1）取下燈絲已燒斷的小彩燈，把燈帶接在照明電路上，發(fā)現燈帶（選填“亮

或“不亮”）。

（2）小明要測量小彩燈燈絲的伏安特性曲線。請用筆畫線代替導線，將圖甲實物電路連接

完整。

//A

電源

甲

(3)正確操作測得實驗數據，記錄如下表。在圖乙中，作出燈絲燒斷前的伏安特性曲線。

實驗序號12345678

電壓表示數UN0.41.02.03.04.05.06.07.5

電流表示數//A0.100.190.270.330.370.400.420

(4)燈絲燒斷前小彩燈的電阻隨著其兩端電壓的增大而.

(5)實驗中發(fā)現，燈絲燒斷后，小彩燈并沒有導通，其原因可能是

增大實驗中燈絲燒斷時彩燈

兩端電壓約為7.5V,遠小于實際使用時燈絲燒斷后彩燈兩端的電壓220V,不能將絕緣層擊

穿，所以電路不能導通

【解析】(1)取下燈絲已燒斷的小彩燈后，燈帶斷路，把燈帶接在照明電路上，燈帶不亮

(2)測量小彩燈燈絲的伏安特性曲線，電壓需要從零開始變化，因此滑動變阻器應該采用

分壓式接法，電流表內阻不計則不分壓，因此采用內接法，實物電路連接如下

(4)由1—U圖像可知，燈泡的電壓增大較快，而電流增大較慢，由歐姆定律可知燈泡的電

阻增大，這說明小彩燈的電阻隨著其兩端電壓的增大而增大

(5)實驗中燈絲燒斷時彩燈兩端電壓約為7.5V,遠小于實際使用時燈絲燒斷后彩燈兩端的

電壓220V,不能將絕緣層擊穿，所以電路不能導通

6

11.疊層電池具有體積小輸出電壓高的特點，某實驗小組欲測量一塊疊層電池的電動勢和內

阻，所用器材如下：

待測疊層電池(電動勢約為9V,內阻約為十幾歐)；

電流表(量程為1mA,內阻RA=30Q)；

電阻箱(最大電阻值&=9999.9。);

定值電阻&(氏。約為幾十歐)；

開關S一個、單刀雙擲開關K一個、導線若干。

(1)如圖所示是甲同學設計的測量定值電阻阻值的電路圖，按圖連接好器材后，先將電阻

箱的阻值調到最大阻值，將K接到1端，閉合S,記下電流表的讀數右，再將K接到2端,

調節(jié)電阻箱，使電流表的讀數仍為乙，記下電阻箱此時的阻值為9949.9。，則定值電阻的阻

值%二--------Qo

(2)如圖所示是乙、丙兩位同學設計的測量電源電動勢和內阻的實驗電路圖，其中

(填“乙”或“丙”)同學的實驗電路更加合理。

--R

(3)按(2)中所選的電路圖連接器材，進行實驗，根據測量的數據做出I圖線如圖丁

所示，圖線的斜率為左，截距為6,則電源的電動勢石=,內阻(用

鼠凡、時和匕表示)。

乙同學的實驗電路圖內同學的實驗電路圖

RA+R°RAR0

【答案】50丙kR0kRA+Ro

【解析】⑴將K接到1端調整為K接到2端，改變滑動變阻器阻值,電流表的讀數不變,

則開關調整前后總電阻不變，則

R尸9999.9。-9949.90=50Q

(2)若選擇乙同學的電路圖，為保證測量值不超過電流表的量程,則調節(jié)范圍約為

0.9mA~1.0mA之間，測量范圍過??；丙同學電路圖中，電流表與定值電阻并聯(lián)后，相當于

擴大電流表的量程，調節(jié)范圍更大，更合理。

(3)按丙同學所選的電路圖分析推到得電動勢表達式

ID

E=(/+;與(R+r)+東A

凡

變形整理可得

1(凡+取出+?+R。%

ER。ER。

根據已知條件可得

k=4+4

■%

b=?1+&?+&時

ER。

解得

b凡凡

r=-

kRK+RO

7.(1)在“練習使用多用電表”的實驗中，小明同學用歐姆擋去測量“220V、60W”的白熾燈

不發(fā)光時的燈絲電阻，將選擇開關調至歐姆擋“x10”擋，并進行正確操作后，指針位置如圖

所示，則該白熾燈的燈絲電阻為Qo

(2)在“金屬絲電阻率的測量”實驗中，小明同學用米尺測出金屬絲的長度I,用螺旋測微器

測量其直徑〃如圖所示，則直徑用__mm；經粗測金屬絲的電阻約為5Q,為了使測量更加

準確，他用伏安法測量該金屬絲的電阻，所用的電路如圖所示，圖中電壓表的右端應與

(選填2”或“6”)點連接；電路連接正確后，電壓表和電流表的示數分別為。和I,該金屬

絲的電阻率p=(結果用題中字母表示)。

(3)某中學生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和桔子制作了“水果電池”，經粗測電動勢

約為0.85V,他們再用如圖所示的實驗電路測量該電池的電動勢E和內阻八圖中電流表A

內阻為100。，量程0?100心；電流表A?內阻為50。，量程0?6005；滑動變阻器&最大

阻值5kQo

①現有兩定值電阻：必=100。、&=9900。，實驗中R應選擇定值電阻(選填"好”

或“&”);

②根據兩個電流表Ai和A?測量的多組數據，描點作出乙力圖像，如圖所示。由圖像可求

得該水果電池的電動勢E=V,內阻『Q(計算結果均保留2位有效數字)。

【答案】900.290a411&0.959.4x102

【解析】(1)歐姆表的讀數為指針所指刻度乘以倍率，所以圖示電阻值為

9.0.1(X2=9(X2

(2)螺旋測微器的讀數為固定刻度與可動刻度之和，所以

d=0+29.00.01mm=0.290mm

由于待測金屬絲的阻值較小，所以電流表應采用外接法，即電壓表右端應與。點相連；

根據電阻定律

R-兀，

S

S=4

聯(lián)立可得

n=411

(3)由圖可知，Ai與R串聯(lián)改裝成大量程電壓表，且電源電動勢約為0.85V,所以R應選

阻值較大的心，此時電壓表的量程為

U=/AI(RAI+4)=IV

根據閉合電路歐姆定律可得

E=I2(R^+r)+/](RAI+6)

代入數據可得

,E50+r

【T2

1000010000

結合圖像可得

二95-10^

mono

50+r75

10000760

解得

E=0.95V,r=9.4、10-2。

8.某實驗小組用電流表G和電阻箱進行一系列實驗，分別是測量電流表的內阻、改裝電壓

表和測量電源的電動勢和內阻。實驗器材如下：

甲

A.電流表G：滿偏電流4=0.15mA,內阻未知

B.電流表A

C.電阻箱R：最大阻值為9999.9Q,

D.電源：電動勢E=1.2V,內阻可忽略不計

E.待測臍橙水果電池：電動勢約為0.6V,內阻約為1000。

F.導線開關若干

（1）測量電流表G的內阻”

①按如圖甲所示的電路圖連接好電路，先將電阻箱R的阻值調到最大，閉合開關Si，斷開

1

開關S2,調節(jié)電阻箱R,使電流表A的示數大于量程的3,且兩電流表的示數都沒有超過

量程，讀出電流表A的示數為4，電阻箱的示數為

②保持開關Si閉合，再閉合開關S2,調節(jié)電阻箱R,使電流表A的示數仍為10,讀出電阻

箱的示數&;

（II）用該電流表G和電阻箱R改裝一個電壓表

（III）用該電流表G和電阻箱R測量臍橙水果電池的電動勢E和內阻r

-I水果電池|_與_

乙

①按圖乙所示的電路圖連接好電路，電路還有部分沒有畫出（包括電流表G和電阻箱R）；

②正確連接電路后閉合開關S,調節(jié)電阻箱的阻值，得到多組電流表G的示數，根據實驗

--R

數據作出I圖像，如圖丙所示。

根據實驗回答下列問題：

（1）電流表G內阻的表達式為Rg=（用R］、尺2表示）；

⑵通過以上測量得到電流表G內阻為4=100。，用電流表G和電阻箱R改裝成量程為IV

的電壓表，應將電阻箱R與電流表G（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”），將電阻箱R的阻值調

到Q（結果保留三位有效數字）；

(3)請在圖乙所示電路的虛線框中添上電流表和電阻箱,電流表的符號為G,電阻

1—R

箱的符號為工口將電路圖補充完整，根據I圖像，求出水果電池的電動勢E=

V,內阻廠Qo(結果均保留2位有效數字)

丙

【答案】R~R<串聯(lián)6.57103見解析0.529.3.102

【解析】(1)由于閉合開關Si，斷開開關S2與保持開關Si閉合，再閉合開關S2兩種情況中,

電流表A的示數均為10,表明兩種電路中的總電阻相等，即電流表G內阻的表達式為

a

⑵改裝電壓表時，根據串聯(lián)分壓原理，可知，應將電阻箱R與電流表G串聯(lián)；

用電流表G和電阻箱R改裝成量程為IV的電壓表，將電阻箱R的阻值調到

R=-----------Q—100Q必6.57.l(fQ

0.15x104

(3)實驗中需要測電流表的電流與電阻箱的讀數，作出電路圖，如圖所示

■I水果電池-

根據閉合電路歐姆定律有

/(R+4)=E—Ir

則有

11+廠

=+

IEE

結合圖像有

J

“I(RO—20l'x|0V-1,—A.—+r=2.0itf,A.-1

r3IxIO*F

解得

Ex0.52Vrx9.3.102D

9.某實驗小組想盡量準確地測量一節(jié)舊電池的電動勢E和內阻r,實驗器材有:

待測舊電池E；

電阻箱R(0~99990

標準電池0(內阻％已知)

電壓表V(內阻凡未知)

單刀雙擲開關S,導線若干

設計的電路圖如圖1所示：

主要實驗步驟如下：

①根據電路圖1,連接實驗器材;

11

②開關S撥到a,調節(jié)電阻箱R取不同的值，記錄對應的電壓表的示數U,畫出的泰萬圖

像如圖3中的甲所示，已知甲的縱截距為d；

1_1

③開關S撥到6,調節(jié)電阻箱R取不同的值，記錄對應的電壓表的示數U,畫出的RU圖

像如圖3中的乙所示，已知乙的斜率為k,縱截距也為d.

回答下列問題：

(1)在圖2中用筆畫線代替導線連接實物圖。

(2)對圖3由直線甲可得出電壓表的內阻為&=----------。

(3)對圖3由直線乙可得出舊電池的電動勢E=,廠=

Zo

［答案】耽+1

整理可得

-L耳L

R%u4%

則題圖3中圖線甲的縱截距

d="

Rv為

解得電壓表的內阻為

Rv=-------

此+1

(3)同理題圖3中的圖線乙的表達式為

,SRv+丫

RrURr

則題圖3中圖線乙的縱截距

RNr

斜率為

k='

其中

解得舊電池的電動勢和內阻分別為

E=%r=r0

10.用伏安法測量電源電動勢和內阻時，由于電壓表、電流表內阻的影響，測量結果總存在

系統(tǒng)誤差。按如圖甲所示的電路進行測量，可以消除這種系統(tǒng)誤差。利用這個電路還可以對

電壓表、電流表的內阻進行測量。實驗室提供的器材有：

兩個相同的待測電源內阻（「必9）,

電阻箱R（最大阻值為999?。）

電阻箱R2（最大阻值為999.9。）,

電壓表V（內阻約為2kC）,

電流表A（內阻約為2。），

①按圖甲連接好電路，調節(jié)電阻箱用和用至最大，閉合開關H和邑，再反復調節(jié)用和冬,

使電流計G的示數為0,讀出電流表A、電壓表丫、電阻箱與電阻箱&的示數分別為人、

②重復①操作，反復調節(jié)電阻箱號和4（與①中的電阻值不同），使電流計G的示數為0,

得到了多組/，°；

③根據實驗得到的多組數據作出的U一/圖線如圖乙所示。

回答下列問題：

（1）電流計G的示數為0時，電路中A和8兩點的電勢0和。的關系為

（2）由操作①，可求得電壓表的內阻為；（用小-、八、々表示）

（3）由圖乙可得電源的電動勢E=V,內阻廠=0。（結果均保留2位

有效數字）

【答案】°A=0B/儲―a1.9i.o

【解析】（1）電流計G的示數為0時，由歐姆定律知，G的電壓為零，說明A和B兩點的

電勢相等，即0A=為

（2）由于電流計G的示數為零，所以電流表的示數等于電壓表的電流與電阻叫的電流之和,

則在操作①中，通過電壓表的電流

I=/—0

1V11

n

電壓表的內阻為

解得

（3根據閉合電路歐姆定律有E=U+Ir結合圖像的截距可知

E=1.9V

根據閉合電路歐姆定律有￡=〃+勿結合圖像的斜率可知

\10.4—0.1

11.某實驗小組設計了探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關系實驗。實驗室提供的器材如下:

A.待測小燈泡（額定功率1.25W,額定電流0.5A）

B.電流表（量程0-0.6A,內阻0.1Q）

C.電壓表（量程0~3V,內阻約5k。）

D.電壓表（量程0~15V,內阻約15k。）

E.滑動變阻器（最大阻值50。）

F.滑動變阻器（最大阻值IkQ）

G.直流電源（電動勢6V,內阻可忽略）

H.開關一個，導線若干

實驗中調節(jié)滑動變阻器，小燈泡兩端電壓可以從零至額定電壓范圍內變化，從而測出小燈泡

在不同電壓下的電流。

(1)實驗中為較準確測量、方便調節(jié)，電壓表應選用,滑動變阻器應選用

(填寫儀器前符號)

(2)根據圖甲設計的電路，完成圖乙中的實物連線。

(3)如圖丙所示是該研究小組測得小燈泡的/一［/關系圖線.由圖線可知，小燈泡燈絲電阻

隨溫度的升高而(填“增大”“減小”或“不變”)；當小燈泡兩端所加電壓為1.5V時，

其燈絲電阻值約為。。

(4)若不考慮電表內阻的影響，得到的是上面的/一U關系圖線。但實際電表內阻有影響,

則實際