高三物理实验专题_葛根物理高三24-25G_春季班

智仁学堂 高三物理（实验专题） 四、 电桥法测电阻 UR UR φa= 2 ，φb= 4 ，当φa= φb 时 G 表 R +R R +R 1 2 3 4 示数为0. UR UR R +R R +R 则 2 = 4 ⇒ 1 2 = 3 4 R +R R +R R R 1 2 3 4 2 4 R R 此时 1 = 3 R R 2 4 1、（2013 安徽）用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中 R是 x R 0 R x 待测电阻，R是定值，○G 是灵敏度很高的电流表，MN是一段均 G 0 E A 匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头 P的位置，当通过电流表 ○G 的电流为零时，测得MP=l ，PN =l ，则 R的阻值为 M N A E A 1 2 x P （ ） l l A． 1 R B． 1 R l 0 l +l 0 2 1 2 l l C． 2 R D． 2 R l 0 l +l 0 1 1 2 2.(2017全国2)（9分）某同学利用如图（a）所示的电路测量一微安表（量程为100μA， 内阻大约为2500 Ω）的内阻。可使用的器材有：两个滑动变阻器R、R（其中一个阻值为 1 2 20 Ω，另一个阻值为2000 Ω）；电阻箱R（最大阻值为99 999.9Ω）；电源E（电动势约 z 为1.5V）；单刀开关S 和S。C、D分别为两个滑动变阻器的滑片。 1 2 51 51智仁学堂 高三物理（实验专题） （1）按原理图（a）将图（b）中的实物连线。 （2）完成下列填空： ①R的阻值为 Ω（填“20”或“2000”）。 1 ②为了保护微安表，开始时将R的滑片C滑到接近图（a）中的滑动变阻器的 端 1 （填“左”或“右”）对应的位置；将R的滑片D置于中间位置附近。 2 ③将电阻箱R的阻值置于2500.0Ω，接通S。将R的滑片置于适当位置，再反复调节 z 1 1 R的滑片 D 的位置。最终使得接通 S 前后，微安表的示数保持不变，这说明 S 接通前 B 与 2 2 2 D所在位置的电势 （填“相等”或“不相等”）。 ④将电阻箱 R和微安表位置对调，其他条件保持不变，发现将 R的阻值置于 2601.0 z z Ω时，在接通S 前后，微安表的示数也保持不变。待测微安表的内阻为 Ω 2 （结果保留到个位）。 52 52智仁学堂 高三物理（实验专题） 五“半偏法”测电表内阻 “半偏法”测电流表 “半偏法”测电压表 实验步骤：1、R1 调节到最大 2、闭合 实验步骤：1、把 R1 划片滑到最左端 S1，断开S2，调节R1，使A表满偏3、 2、闭合 S，R2 调零，调节 R1，使 V 把R2调节到最大，4、闭合S2，保持R1 表满偏 3、保持 R1 不变，调节 R2， 不变，调节 R2，使 A 表半偏，记下 R2 使 V 表半偏，记下 R2 读数，即为 V 读数，即为A表内阻。 表内阻。 误差分析：测得值偏小。 误差分析：测得值偏大 R2 并入前，干路电流为 A 表满偏电流 R2 串入前，AB 间电压为 V 表满偏电 I ，R2 并入后，总电阻变小，干路电流 压 U ，R2 串入后，AB 间电阻变大， g g I=I +∆I，而 A 表电流为 1 I ，R2 上电 电压也变大 U AB =U g +∆U ，而 V 表电 g g 2 1 1 压为 U ，R2上电压为 U +∆U ， g g 1 2 2 流为 I +∆I ，所以根据并联电路电流 g 2 根据串联电路电压和电阻成正比， 和电阻成反比，R2R A v 仪表选用标准：R2：比 A 表内阻稍大且 仪表选用标准：R2：比V表内阻稍大 越精确越好。 且越精确越好。 R1：越大越好，同时 RA 越小测量越精 R1：越小越好，同时 RV 越大测量越 确 精确 E：约小于A表量程乘以R1的满值 E：约大于或等于V表量程 53 53智仁学堂 高三物理（实验专题） 1.（2022 届和平一模）在学校社团活动中，某实验小组欲将一只量程为 0～250 μA 的微安 表头 G 改装为量程为 0～15V 的电压表，首先利用如图所示的电路测量微安表的内阻，可 供选择的实验器材有： A. 待改装的微安表头G（量程为0～250HA，内阻约为几百欧姆） B. 微安表G (量程为0-300HA) 1 C. 滑动变阻器R (0~10kΩ) 1 D. 滑动变阻器R （0～50kΩ） 2 E. 电阻箱R (0~9999Ω) F. 电源E（电动势约为9V） G. 开关、导线若干 为顺利完成实验，变阻器1应选择 ，变阻器2应选择 （填器材前序号） 实验时，除了微安表G 的示数I 和微安表G的示数I ，还需要记录的数据是 。 1 1 2 ① 改装完成后，实验小组利用电流表 A和改装后的电压表 V，用伏安法测量某未知电阻的 ② 阻值，测量时电流表的示数为0.2A，改装的电压表指针指在原 200μA处，则该电阻的测量 ③ 值为 Ω 2、(2020南开区一模)在“把电流表 A 改装为电压表的实验”中，需 要利用如图所示的电路测定电流表的内阻，步骤如下： ①闭合开关S，调节R，使电流表指针偏转到满刻度； 1 1 ②再闭合开关S，调节R，使电流表指针偏转到满刻度的一半； 2 2 ③读出R 的阻值，即认为r =R 2 g 2 已知电流表满偏电流为500μA，其内阻约在 100Ω左右,实验室配有的可变电阻有： A.电阻箱(0～10Ω) B.电阻箱(0～9999Ω) C.滑动变阻器(0～200Ω) D.滑动变阻器(0～20kΩ) (a)电路图中R 应选 ，R 应选 . 1 2 (b)若上述实验中，读得R 的阻值为100Ω，则电流表内阻的测量值和真实值相比 (填 2 “偏大” 或“偏小”). (c)若将此电流表改装成量程为2V的电压表，应联一个阻值为 Ω的电阻. 3、（2020红桥二模）在实验室中，往往利用半偏法测量电流表或电压表的内阻。测量电 路图如下，E为电源，其电动势为E，R 为总阻值较大的滑动变阻器．R 为电阻箱。A为 1 2 被测电流表.用此电路，经以下步骤可近似测得电流表的内阻R ：①闭合K ，断开K ， A 1 2 调节R ，使电流表读数等于其量程I ；②保持R 不变，闭合K ，调节R ，使电流表读 1 0 1 2 2 I 数等于 0 ③读出R 的值，则R = R 。若电源的内阻忽略不计，则该实验的系统误差总 2 2 A 2 是使电表内阻的测量值比其真实值 （填偏大还是偏小） 54 54智仁学堂 高三物理（实验专题） 4、（2012 天津）某同学在进行扩大电流表量程的实验时，需要知道电流表的满偏电流和内 阻。他设计了一个用标准电流表G 来校对待测电流表G 的满偏电流和测定G 内阻的电路， 1 2 2 如图所示。已知 G 的量程略大于 G 的量程，图中 R 为滑动变阻器。R 为电阻箱。该同学顺 1 2 1 2 利完成了这个实验。 ①实验过程包含以下步骤，其合理的顺序依次为__________________（填步骤的字母代号） A. 合上开关S 2 B. 分别将R 1 和R 2 的阻值调至最大 C. 记下R 2 的最终读数 D. 反复调节 R 1 和 R 2 的阻值，使 G 1 的示数仍为 I 1 ，使 G 2 的指针偏转到满刻度的一半， 此时R 的最终读数为r 2 E. 合上开关S 1 F. 调节R 1 使G 2 的指针偏转到满刻度，此时G 1 的示数为I 1 ，记下此时G 1 的示数 ②仅从实验设计原理上看，用上述方法得到的 G 内阻的测量值与真实值相比_______（填 2 “偏大”、“偏小”或“相等”） ③若要将 G 的量程扩大为 I，并结合前述实验过程中测量得结果，写出须在 G 上并联的分 2 2 流电阻R 的表达式，R=_______。 S S 5、（2015新课标I）（9分）电压表满偏时通过该表的电流是半偏是通过该表的电流的两 倍。某同学利用这一事实测量电压表的内阻（半偏法）实验室提供材料器材如下： 待测电压表（量程3V，内阻约为3000欧），电阻箱R(最大阻值为99999.9欧)，滑动变阻 0 器R1（最大阻值100欧，额定电压2A），电源E（电动势6V，内阻不计），开关两个，导线 若干。 （1）虚线框内为同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分，将电路图补充完整 （2）根据设计的电路写出步骤 （3）将这种方法测出的电压表内阻记为R1v与内阻的真实值Rv先比R1v________. Rv （添“>”“=”或“<”）主要理由是 55 55智仁学堂 高三物理（实验专题） 6、（2014安徽）某同学为了测量一个量程为3Ｖ的电压表的内阻， 进行了如下实验。（1）他先用多用表进行了正确的测量，测量时指 针指示如图 1 所示，得出电压表的内阻为 3.00×103Ω，此时电压 表的指针也偏转了。已知多用表欧姆档表盘中央刻度值为“15”， 表内电池电动势为 1.5V,则电压表的示数应为____________Ｖ(结 果保留两位有效数字)。 （2）为了更准确地测量该电压表的内阻Ｒ，该同学设计了图 2 所示的电路图，实验步骤 V 如下： Ａ．断开开关Ｓ，按图2连接好电路 Ｂ．把滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ滑到b端； Ｃ．将电阻箱Ｒ 的阻值调到零； 0 Ｄ．闭合开关Ｓ； Ｅ．移动滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ的位置，使电压表的指针指到3Ｖ的位置； Ｆ．保持滑动变阻器Ｒ的滑片Ｐ位置不变，调节电阻箱Ｒ 的阻值使电压表指针指到 1.5Ｖ 0 位置，读出此进电阻箱的阻值，此值即为电压表内阻Ｒ 的测量值； Ｖ Ｇ．断开开关Ｓ． 实验中可供选择的实验器材有： a.待测电压表 b.滑动变阻器：最大阻值2000Ω c. 滑动变阻器：最大阻值10Ω d.电阻箱：最大阻值9999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω e.电阻箱：最大阻值999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω f.电池组：电动势约为6Ｖ，内阻可忽略 g.开关，导线若干 按照这位同学设计的实验方法，回答下列问题： ①要使测量更精确，除了选用电池组、导线、开关和待测电压表外，还应从提供的滑动变 阻器中选用____(填“b”或“c”)电阻箱中选用________（填“d”或“e”） ②电压表内阻R 的测量值R 和真实值R 相比，R _________R （填“>”或“<”）；若R V 测 真 测 真 V |R - R | 越大，则 测 真 越__________（填“大”或“小”）。 R 真 56 56智仁学堂 高三物理（实验专题） 7、（2016全国2）（9分）某同学利用图所示电路测量量程为2.5V的电 压表○V的内阻（内阻为数千欧姆），可供选择的器材有：电阻箱R（最 EA 大阻值99999.9Ω），滑动变阻器R （最大阻值50Ω），滑动变阻器R 1 2 （最大阻值5kΩ），直流电源E（电动势3V），开关1个，导线若干。 实验步骤如下： ①按电路原理图连接线路； ②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图中最左端所对应的位置，闭合开 关S； ③调节滑动变阻器，使电压表满偏 ④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电 压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值。 回答下列问题： ⑴实验中应选择滑动变阻器 （填“R ”或 1 “R ”）． 2 ⑵根据所示电路将右图中实物图连线。 ⑶实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，若认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不 变，计算可得电压表的内阻为 Ω（结果保留到个位）。 ⑷如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为 （填 正确答案标号）。 A．100µA B．250µA C．500µA D．1mA 57 57智仁学堂 高三物理（实验专题） 六、V-A 法测电源电动势和内阻 考点1.选内外接和误差分析 甲图 乙图 测得值是当作电表理想来看，如此V表测路端电压，A表测干路电流，上面两图无区别 U +Ir = E 测 测 解出E 纵轴截距,r 斜率大小 U =−r I +E 测 测 测 测 当甲图，V表测的不是路端电压，误差原因：A表分压作用 U +I(r+R )= E， A 解出E纵轴截距,r=r+R 为斜率大小 A 测得值和真实值的比较图：说明甲图中电动势测得值无误差，内 阻测得值为电源内阻和电流表内阻之和，测得值偏大。 当乙图时，A 表测的不是干路电流，误差原因，V 表的分流 作用 U r U +(I + )r = E →U(1+ )+Ir = E R R V V 解出： R R U +Ir V = E V →U +Ir =E R +r R +r 测 测 V V R R E = E V ,r ＝r V 测 R +r 测 R +r V V 乙图测得值电动势和内阻都偏小，但是由于电压表内阻远大于电源内阻，误差很小，误差 可忽略。 结论：当电流表理想或内阻已知用甲图，如此就没有误差，或者水果电池内阻特别大，远 大于电流表内阻，于是用甲图的误差可以容忍。 当电压表理想用乙图，如此就没有误差。 无特殊说明用乙图 考点2：仪表选用和保护电阻 V表一般和电源电压大致相同， 滑动变阻器没有 U-I 图时选比电源内阻大一个量级左右，有 U-I 图用描的最高点的 U 除以I来选. 58 58智仁学堂 高三物理（实验专题） A表一般选约大于电源电压除以滑动变阻器， 保护电阻R0阻值和电源内阻在一个量级）。 左图：保护电阻未知时必用左图,测得值和不加R 时相同 0 右图：优点可以同时保护A V两个表， 当电压表量程小于电源电动势时使用， 或者电池很新,r太小时使用，否则电压表变化太不明显。 R0必须已知,因为内阻测得值要减去R0才为真实值。 考点3.用 A表和定值电阻代替V 表 A1表示数乘以A1内阻和R1之和 为电压测得值（等效电压表读 数） 考点4.同时测外电阻的阻值和电源电动势内阻 P V 甲用V1和A测得 2 乙用V2和A测得 R 0 R 甲斜率电源内阻，乙斜率是R0 A 甲图线上的每个点都表示电源的路端电 压和电流。乙图线上每个点表示电阻上的电 V 1 压和电流。交点表示，电阻上的电压等于电 源路端电压，也就是电阻直接接到电源两 端。 交点横纵坐标乘积的含义为：把 R0 直接 接到电源两端时的功率 59 59智仁学堂 高三物理（实验专题） 1、（2009安徽）（6分）用右图所示的电路，测定一节干电池的电动势 E S 和内阻。电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路， 电路中用一个定值电阻 R 起保护作用。除电池、开关和导线外，可供 0 使用的实验器材还有： V （a） 电流表（量程0.6A、3A）； R 0 （b） 电压表（量程3V、15V） A （c） 定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W） R （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）要正确完成实验，电压表的量程应选择 V，电流表的量程应选择 A； R 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。 0 （2）引起该实验系统误差的主要原因是 。 2.(2017年上海)“用DIS测定电源的电动势和内阻”的实验电路如图（a）所示，其中定值 电阻阻值R=1 Ω。 1 U/V 1.50 R S 1 1.40 B E,r 1.30 1.20 R 0 0.25 0.50 0.75 1.00 I/A （a） （b） （1）图（a）中A为__ __传感器，定值电阻R在实验中起___ __ 1 的作用； （2）实验测得的路端电压 U相应电流 I的拟合曲线如图（b）所示，由此得到电源电动势 E=__ _____V，内阻r=______ Ω； （3）实验测得的数据如表所示，则实验中选用的的滑动变阻器最合理的阻值范围为( ) A．0~5Ω B．0~20Ω C．0~50Ω D．0~200Ω 3、（2021届耀华校二模）在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A.待测的干电池 B.电流表A（内阻r=100Ω） 1 1 C.电流表A（内阻可忽略不计） 2 D.定值电阻R（阻值900Ω） 0 E.滑动变阻器R（阻值0~20Ω） F.开关和导线若干 甲 乙 60 60智仁学堂 高三物理（实验专题） 某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲 所示的电路完成实验。 ① 在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器的滑片P向左滑动，则电流表A 1 的示数将 （选填“变大”或“变小”）。 ② 该同学利用测出的实验数据绘出的I 1 -I 2 图线（I 1 为电流表A 1 的示数，I 2 为电流表A 2 的示 数，且I的数值远远大于I的数值），如图乙所示，则由图线可得被测电池的电动势E= 2 1 V，内阻r= Ω。（计算结果均保留两位有效数字） ③ 若将图线的纵坐标改为 ，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小。 4.（2021天津卷）随着智能手机的广泛应用，充电宝成为手机 及时充电的一种重要选择。充电宝可以视为与电池一样的直流 电源。一充电宝的电动势约为5V，内阻很小，最大放电电流为 2A，某实验小组测定它的电动势和内阻。他们剥开充电宝连接 线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑 导线为充电宝的负极，其余两根导线空置不用，另有滑动变阻 器R用于改变电路中的电流，定值电阻R=3Ω，两只数字多用 0 电表M、N，两表均为理想电表，并与开关S连成如图所示电 路。 ①图中测量电流的电表是 ，测量电压的电表是 。（均填写字母M或N） ②调节滑动变阻器，测得多组I、U数据，记录如下表，其中只有一个数据记录有误，审视 记录的数据，可以发现表中第 次的记录数据有误。（填测量次数的序号） ③电路中接入R可以达到下列哪个效果。 （填选项前的字母） 0 A.使测电流的电表读数变化明显 B.为了更准确地测量充电宝内阻 C.避免使充电宝的放电电流过大 D.减小测量电压的电表分流作用 5.(2017 天津) 某探究性学习小组利用如图 1 所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中 电流表 A 的内阻 r=1.0kΩ，电阻 R=9.0kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个 1 1 1 R=3.0Ω的电阻． 0 ①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导 线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将电建 S 闭合，用多用电表的电压挡先测量 a、b′ 61 61智仁学堂 高三物理（实验专题） 间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是 导线断开； 若读数为零，则一定是 导线断开． ②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表 A 1 和A 的多组I、I 数据，作出图象如图2．由I﹣I 图象得到的电池的电动势E= V， 2 1 2 1 2 内阻r= Ω． 6.（2022河东一模）在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中，备有如下器材： A. 干电池 B． 电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω） C． 灵敏电流计G（满偏电流I =200μA，内阻r =500Ω） g g D． 滑动变阻器（0~20Ω） E. 电阻箱R（0~9999.9Ω） F. 开关、导线若干 ①由于没有电压表，需要把灵敏电流计 G 改装成量程为 2V 的电压表，需串联一个阻值为 __________Ω的电阻。 ②图乙为该实验绘出的I −I 图线（I 为灵敏电流计 G 的示数，I 为电流表 A 的示数），由 1 2 1 2 图线可求得被测电池的电动势 E＝__________V，内电阻 r＝__________Ω（以上两空结果 均保留三位有效数字）。 ③采用以上实验方式，与真实值相比，电动势的测量值__________，电源内电阻的测量值 __________（以上两空均选填“偏小”、“偏大”或“相等”） 62 62智仁学堂 高三物理（实验专题） 7.（2021届南开中学四次月考）为了测量电池的电动势和内阻，实验室中准备了下列器材； A.待测干电池（电动势约为1.5v，内阻约为1.0Ω） B.电流表A（满偏电流1.5 mA，内阻为10Ω 1 C.电流表A（量程0-0.60 A，内阻约为0.10Ω） 2 D.电压表V（量程0-15V，内阻约为10kΩ） E.滑动变阻器R（0-20Ω，2A） 1 F.滑动变阻器R（0-100Ω，1A） 2 G.电阻箱R；最大阻值为999.9Ω，允许通过的最大电流是0.6A 3 H.开关一个，导线若干 ①小明按图（a）设计好了测量的电路图，在图（a）中，甲是 ，乙是 .（填器材前 面的序号） ②为了能较为准确地进行测量和操作方便，图（a）所示的测量电路中，滑动变阻器应 选 .（填器材前面的序号）。 ③图（b）为小明根据图（a）的测量电路测得的实验数据作出的I-I图线（I为电表乙的 1 2 1 示数，I为电表甲的示数），由该图线可得：被测干电池的电动势E= V，内阻r= Ω 2 （均保留两位小数） （a） (b) 8.（2022十二校一模）某次实验要测量一节干电池的电动势和内电阻．实验室提供以下器 材： A．一节待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为1Ω）； B．电流表A（量程1mA，内阻R =50Ω）； 1 A1 C．电流表A（量程0.6A，内阻R 约为2Ω）； 2 A2 D．滑动变阻器R 1 （阻值范围0~10Ω，额定电流2A）； E．滑动变阻器R（阻值范围0~500Ω，额定电流0.5A）； 2 F．定值电阻R=1950Ω； 0 G．开关S和导线若干． ①选择提供的器材，请在图甲中补充完整实验电路图，并在图中标注上所补器材及滑动变 阻器的符号． 63 63智仁学堂 高三物理（实验专题） ②调节滑动变阻器的阻值，记录多组两电流表的读数，根据数据描出I—I图像，如图乙， 1 2 若不考虑电表内阻对测量结果的影响，则该电池的电动势 _________，内阻 _________．（结果均保留三位有效数字） ③若考虑电表内阻对实验结果的影响，则修正后的电源内阻 _________．（用R 、R和 A1 0 r等符号表示）． 9、（2013 天津）要测绘一个标有“3V，0.6W”小灯泡的伏安特性曲线，灯泡两端的电压需 要由,零逐渐增加到3V，并便于操作。已选用的器材有： 电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω): 电流表（量程为0~250mA．内阻约5Ω); 电压表（量程为0~3V．内限约3kΩ): 电键一个、导线若干。 ① 实验中所用的滑动变阻器应选下列中的 （填字母代号）。 A. 滑动变阻器（最大阻值20Ω, 额定电流1A) B.滑动变阻器（最大阻值1750Ω,额定电 流0.3A) ② 实验的电路图应选用下列的图（填字母代号）。 实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。如果将这个小灯泡接到电动势为 1.5V，内 阻为5Ω的电源两端，小灯泡消耗的功率是＿ W。 64 64智仁学堂 高三物理（实验专题） 10.（2019 南开区 2 模）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个“25V， 0.3A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流。现有如 下器材： 直流电源(电动势3.0V，内阻不计) 电流表A(量程3A，内阻约0.1Ω) 1 电流表A(量程600mA，内阻约5Ω) 2 电压表V(量程3V，内阻约3kΩ) 1 电压表V(量程15V，内阻约15kΩ) 2 滑动变阻器R(阻值010Ω,额定电流1A) 1 滑动变阻器R(阻值01kΩ，额定电流300mA) 2 ①在该实验中，电流表应选择 ，电压表应选 择 ，滑动变阻器应 选择 。 ②为了减小实验误差，应选择以下哪个实验电路进行实验 。 ○3 下表是某同学在实验中测出的数据，该同学根据表格中的数据在方格纸上已画出除了 E A 第6组数据的对应点，请你在I-U图象上画出第6组数据的对应点，并作出该小灯泡的 伏安特性曲线。 ④实验中，如果把这个小灯泡和一个阻值为9Ω的定值电阻串联在电动势为3V、内阻为 1Ω的直流电源上。则小灯泡消耗的实际功率约为 W。 11.如图所示为某同学所测的几组数据画出某灯泡的的I-U图象，如果把两个这样的灯泡和 R=18Ω的定值电阻串联起来接在电源E（电动势6V，内阻r=2Ω）上，如图，则每只灯泡 0 消耗的实际功率为 W。 65 65智仁学堂 高三物理（实验专题） 七、I-R 法测电源电动势和内阻 1 I(R+r)= E →R= E −r或 I 线性图像的斜率电动势，纵轴截距为内阻测得值 IR=-Ir+E R 1 斜率E I 1 m I r+R A 画R-1/I图，斜率为电动势E，纵轴截距为r+R 。 A V R R 0 U 1 1 1 当电压表理想时， (R +R+r )=E → = R+ (R +r ) R 0 测 测 U E R E R 0 测 0 测 0 测 0 66 66智仁学堂 高三物理（实验专题） 1.(2022部分区县二模)为了较精确地测量另一定值电值R ，采用图乙所示的电路。电源电 y 压U恒定，用多用电表测电路中的电流，闭合电键，多次改变电阻箱阻值R，记录相应的R 1 和多用电表读数I，得到R− 的关系如图丙所示。则R = I y Ω，电源电压U = V。 2.（2022 河西区二模）.现要测量某电源的电动势和内阻。可利用的器材有：电流表 A，内 阻很小；5个阻值均为 R的定值电阻 、 、 、 、 ；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甲所示。 𝑅𝑅1 𝑅𝑅2 𝑅𝑅3 𝑅𝑅4 𝑅𝑅5 (1) 按图甲在实物图乙中画出连线 ______。 (2) 测量时，改变鳄鱼夹 P 所夹的位置，使 、 、 、 、 依次串入电路，记录对应 的电流表的示数 I 和连入电路中的电阻数𝑅𝑅目1 n𝑅𝑅。2则𝑅𝑅电3 流𝑅𝑅4II 与𝑅𝑅5电阻数目 n 的关系为 = 1 ______________（用题中所给字母R、n、E、r表示） 𝐼𝐼 (3) 以电流I的倒数 为纵轴，电阻数目n为横轴画出 图线，若图线的斜率为k， 1 1 纵截距为b，则电 𝐼𝐼 源的电动势E＝__________, 内阻 𝐼𝐼 −r𝑛𝑛＝__________（用题中所给 字 母k、b、R表示）。 (4) 由于电流表内阻的影响在本题中没有考虑，导致 ， 测 真 测 真 （以上两空匀选填“＞”、“＝”或“＜”）。 𝐸𝐸 _____________𝐸𝐸 𝑟𝑟 ____________𝑟𝑟 67 67智仁学堂 高三物理（实验专题） 3.（2020 和平区 1 模）某同学设计了如图 1 R R /A-1 1 所示的电路测电源电动势 E及电阻 R 和 I 1 S R 2 的阻值，实验器材有：待测电源 E（不 2 b 3.0 a 计内阻），待测电阻 R 1 ，定值电阻 R 2 ，电 R 2 2.0 流表 A（量程为 0.6A，内阻不计），电阻 S 1 A R/Ω 箱 R（0-99.99Ω），单刀单掷开关 S，单 0 2.0 1 刀双掷开关S，导线若干 2 ①先测电阻R的阻值（R只有几欧姆），请将操作补充完整：闭合S，将S 切换到a，调节 1 1 1 2 电阻箱，读出其示数r和对应的电流表示数I，将S 切换到b，调节电阻箱，使电流表的示 1 2 数仍为I，读出此时电阻箱的示数r，则电阻R的表达式为R= 。 2 1 1 ②该同学已经测得电阻 R，继续测电源电动势 E，该同学的做法是：闭合 S，将 S 切换到 1 1 2 b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R和对应的电流表示数 I，由测得的数据，绘出 1 了如图中所示的 −R图线，则电源电动势E=______V I ③若实际电流表A的内阻不可忽略，则R的测量值 （填“大于”“等于”或“小 2 于”）真实值 4. (2019新华中学10次统练)物理兴趣小组的一位同学， 发现了一块比较特殊的电池，于 是他组织了几位同学利用以下器材来测量该电池的电动势和内阻 A.被测电池(电动势在10V15V之间，内阻未知) B.电阻箱R(020Ω) C.定值电R(阻值5Ω) 0 D.电流表A(量程2A，内阻较小) 1 E.电流表A(量程0.6A，内阻较小) 2 F.电键 G.导线若干 实验中为了保护电路，用到了包括电池和定值电阻R 在内的几种实验器材： 0 ①在虚线框内补充实验原理图，并在图中表明所选器材的符号； 1 ②同学们利用实验数据做出了通过电源的电流I的倒数 和外电路电阻R(R 除外)的关系图 0 I 1 线，即 -R图线，如右图所示。根据图线求出电池的电动势为__ V，内阻为_ Ω I (保留2位有效数字)； ○3 测量值和真实值相比，电动势和真实值相比 内阻和真实值相比 (两 E A 空都填“偏大”“相等”或”偏小”)。 68 68智仁学堂 高三物理（实验专题） 5. (2019 南开中学 5 次月考)某同学设想运用如图甲所示的实验电路，测量未知电阻 R 的 x 阻值、电流表 A 的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势，实验过程中电流表的读数始终符 合实验要求 ①为了测量未知电阻R 的阻值，他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至 (填 x “最大”或“最小”)，然后闭合开关K，将开关K 拨至1位置，调节R 使电流表A有明显 1 2 2 读数I；接着将开关K 拨至2位置，保持R 不变，调节R,当调节R=34.2Ω时，电流表A 0 2 2 1 1 读数仍为I，则该未知电阻的阻值R= Ω 。 0 x ②为了测量电流表 A 的内阻 R 和电源(内阻忽略不计)的电动势 E，他将 R 的阻值调到 A 1 R=1.5Ω，R 调到最大，将开关K 拨至2位置，闭合开关K；然后多次调节R，并在表格中 1 2 2 1 2 记录下了各次 R 的阻值和对应电流表 A 的读数 I；最后根据记录的数据，他画出了如图乙 2 所示的图象，根据你所学的知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式 为: ；利用图象中的数据可求得，电源(内阻忽略不计)的电动势E= V。 6. （2021•乙卷）一实验小组利用图（a） 所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5V）和 内阻 r（小于 2 ）。图中电压表量程为 1V，内阻 Rv ＝380.0 ；定值电阻 R0 ＝20.0 ；电阻 箱R，最大阻值为999.9 ；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空： Ω Ω Ω Ω （1）为保护电压表，闭合开关前，电阻箱接入电路的电阻值可以选 （填“5.0”或 “15.0”）； Ω （2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U； （3）根据图（a）所示电路，用R、R0 、Rv 、E和r表示 ，得 ； 1 1 69 = 𝑈𝑈 𝑈𝑈 69智仁学堂 高三物理（实验专题） （4）利用测量数据，做 R图线，如图（b）所示； 1 （5）通过图（b）可得E＝− V （保留2位小数），r＝ （保留1位小数）； 𝑈𝑈 （6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为 E'，由此产生的误差为 Ω | |×100%＝ %。 𝐸𝐸′−𝐸𝐸 𝐸𝐸 7、（2010江苏）（8分）在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理 想电压表）的量程较小，某同学设计了如图所示的实物电路。 （1） 试验时，应先将电阻箱的电阻调到____.（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”） （2） 改变电阻箱的阻值 R，分别测出阻值R =10Ω的定值电阻两端的电压 U，下列两组 0 R的取值方案中，比较合理的方案是____.（选填1或2） 1 1 （3）根据实验数据描点，绘出的 −R图像是一条直线。若直线的斜率为 k，在 坐标 U U 轴上的截距为b，则该电源的电动势E= ，内阻r= （用k、b和R 表示） 0 8、（2014 全国 1）利用如图（a）所示电路，可以测量电源 的电动势和内阻，所用的实验器材有： 待测电源，电阻箱 R（最大阻值 999.90Ω），电阻 R（阻值 0 为 3Ω），电阻 R （阻值为 3.0Ω）。电流表 A（量程为 1 200mA，内阻为R=6.0Ω），开关S。 A 70 70智仁学堂 高三物理（实验专题） 实验步骤如下： ①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S; ②多次调解电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱的相应阻值R； ③以1/I为纵坐标，R为横坐标，作图线（用直线拟合）； ④求出直线的斜率k和在纵轴的截距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 1/I 和 R 的关系 式为 。 （2）实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（b）所示， 读出数据。完成下表，答：① 。② 。 （3） 在图（c）的坐标纸上讲所缺的数据点补充完整并作图，根据图线求得斜率 k= A-1Ω-1 ，截距b= A-1 。 （）根据图线测得电源的电动势E= V, 内阻r= Ω。 71 71智仁学堂 高三物理（实验专题） 八、U-R 法测测电源电动势和内阻 U 1 1 1 1 1、 电压表理想时：U + r = E，E −r =1把 当纵坐标，把 当横坐标，得 R U R U R 线性图像的截距式，纵轴截距为电动势倒数，横轴截距为内阻倒数。 U U + r = E 测 测 R ， U U r U U R R U +( + )r = E →U(1+ )+ r = E →U + r V = E V R R R R R R +r R +r V V V V R R 比较上下两式：r =r V ，E =E V 测 R +r 测 R +r V V 1 1 图中纵轴截距为 ，横轴截距为 E r 1 2、读数要点：电阻箱需要从接近零开始取，为了取倒数后在 坐标轴上示数分布稀疏且 R 分布范围较大。比如同样取五个电阻读数，一组为“0.2,0.4,0.6,0.8,1.0”，另一组为 “1.0,1.2,1.4,1.6,2.0”,前者取倒数后范围为 1~5，后者范围为 0.5~1.显然前者在图像上的分布 范围大。 3、保护电阻的位置： 72 72智仁学堂 高三物理（实验专题） 左图横坐标的范围变化小 右图的内阻测得值为真实内阻和保护电阻之和 例题 1.(2015 天津)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4．5 V．内电阻约l Ω)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1Ω B．电流表：量程3A．内电阻约0.2Ω c．电压表：量程3V．内电阻约30kΩ D．电压表：量程6 V. 内电阻约60kΩ E．滑动变阻器：0 ~ 1000Ω .额定电流0.5 A F．滑动变阻器：0 ~ 20Ω .额定电流2 A ①为了使测量结果尽量准确，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右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实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中用电阻箱替换掉变阻器，重 新连接电路，仍能完成实验。实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 像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。 2、甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R和R阻值。实 1 2 验器材有：待测电源E（不计内阻），待测电阻R，待测电阻R，电压表 R R 1 2 1 V（量程为 1.5V，内阻很大），电阻箱 R（0－99.99Ω），单刀单掷开关 S，单刀双掷开关S，导线若干。 a 1 2 S 2 V b ①先测电阻R的阻值。请将甲同学的操作补充完整：闭合 S，将 S 切换 1 1 2 R 2 到a，调节电阻箱，读出其示数r和对应的电压表示数U l ，保持电阻箱 E S 1 示数不变， ，读出电压表的示数U。则电阻R的 2 1 表达式为R＝_______。 1 73 73智仁学堂 高三物理（实验专题） ②甲同学已经测得电阻R＝4.8 Ω，继续测电源电动势E和电 l 阻R的阻值。该同学的做法是：闭合S，将S 切换到a，多次 2 1 2 2.8 调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R和对应的电压表示数 U， 1 1 由测得的数据，绘出了如图所示的 − 图线，则电源电动 0.7 U R 势E＝_____V，电阻R＝_____Ω。 2 O 0.5 ③利用甲同学设计的电路和测得的电阻R，乙同学测电源电动势E和电阻 R的阻值的做法 l 2 是：闭合 S，将 S 切换到 b，多次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数 R和对应的电压表示 1 2 1 1 数 U，由测得的数据，绘出于相应的 － 图线，根据图线得到电源电动势 E和电阻 U R + R l R。这种做法与甲同学的做法比较，由于电压表测得的数据范围___________（选填“较 2 大”、“较小”或“相同”)，所以___________同学的做法更恰当些。 3. (2020北京)用图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)。其中 R为电阻箱，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。 (1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势E和内电阻r，所测量的实际是图2中虚线框所 示“等效电源”的电动势 和内电阻 。若电流表内电阻用 表示，请你用E、r和R 表示出 A 、 ，并简要说明理由𝐸𝐸′_______。𝑟𝑟 ′ 𝑅𝑅𝐴𝐴 𝐸𝐸′ 𝑟𝑟′ 74 74智仁学堂 高三物理（实验专题） (2)某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线 是根据实验数据(图甲：U=IR，图乙： ) 描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路 𝑈𝑈 端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。 𝐼𝐼 = 𝑅𝑅 在图3中，对应图甲电路分析的U-I图像是：__________；对应图乙电路分析的U-I图像 是：________。 (3)综合上述分析，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图1中的 ______(填“甲”或“乙”)。 4.某实验小组计划进行“测定电源电动势E和内阻r”的实验，他们首先分析并设计合理 的实验方案。 同学设计了如图甲所示的电路进行实验。实验过程中，闭合开关，调节电阻箱的阻值， 读取电压表的示数 U及电阻箱的阻值 R，然后断开开关，记录 U及 R，重复上述操作，得 1 到多组电压表示数及电阻箱的阻值，以 为纵轴，以 未知 为横轴描点作图，得到如图乙 U 所示的图像，X 应为________，结合图乙可得x电( 源电) 动势 ________V，内阻 ________ 。由于电压表不是理想电表，故电动势的测量值___E__=___，内阻的测量值 r__=______。 后Ω两空均选填“偏大”或“偏小” ( ) 75 75智仁学堂 高三物理（实验专题） 5.（2022 南开区二模）某探究小组用如图甲所示电路测量某电源的电动势和内阻，实验室 准备的器材如下： 待测电源（电动势约2V）； 电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）； 定值电阻R（阻值为2.0Ω）； 0 定值电阻R（阻值为4.5kΩ） 1 电流表G（量程为400μA，内阻 =500Ω） 开关S，导线若干． 𝑅𝑅𝑔𝑔 ①图甲中定值电阻R和电流表G串联，把电流表G改装成量程为__________V的电压表。 1 ②闭合开关，多次调节电阻箱，并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I。 ③分别用 E 和 r 表示电源的电动势和内阻，则 和 的关系式为__________________（用 1 1 题中字母表示）； 𝐼𝐼 𝑅𝑅 ④以 为纵坐标， 为横坐标，探究小组作出 的图像如图乙所示，根据该图像求得电源 1 1 1 1 的内阻𝐼𝐼 r = 0.50Ω𝑅𝑅，则其电动势E = ______𝐼𝐼_−__𝑅𝑅V（结果保留两位小数）； ⑤该实验测得的电动势 与真实值 相比，理论上 _________ （填 “>” 、“<” 测 真 测 真 或“ = ”）。 𝐸𝐸 𝐸𝐸 𝐸𝐸 𝐸𝐸 76 76