《全品選考復習方案》實驗十二測量電源的電動勢和內(nèi)阻1.[2022·福建卷]在測量某電源電動勢和內(nèi)阻時,因為電壓表和電流表的影響,不論使用何種接法,都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差,為了消除電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差,某實驗興趣小組設計了如圖甲所示的實驗電路進行測量.已知R0=2Ω.(1)按照圖甲所示的電路圖,將圖乙中的器材實物連線補充完整.[答案]如圖所示(2)實驗操作步驟如下:①將滑動變阻器滑到最左端位置;②接法Ⅰ:單刀雙擲開關S與1接通,閉合開關S0,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)U1?I1的值,斷開開關S0;③將滑動變阻器滑到最左端位置;④接法Ⅱ:單刀雙擲開關S與2閉合,閉合開關S0,調(diào)節(jié)滑動變阻器R,記錄下若干組數(shù)據(jù)U2?I2的值,斷開開關S0;⑤分別作出兩種情況所對應的U1?I1和U2?I2圖像.(3)單刀雙擲開關接1時,某次讀取電表數(shù)據(jù)時,電壓表指針如圖丙所示,此時U1=1.30V.

(4)根據(jù)測得數(shù)據(jù),作出U1?I1和U2?I2圖像如圖丁所示,根據(jù)圖線求得電源電動勢E=1.80,內(nèi)阻r=2.50.(結果均保留兩位小數(shù))

(5)由圖丁可知接法Ⅱ(選填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測得的電源內(nèi)阻更接近真實值.

(6)綜合考慮,若只能選擇一種接法,應選擇接法Ⅱ(選填“接法Ⅰ”或“接法Ⅱ”)測量更合適.

[解析](3)電壓表的量程為0~3V,分度值為0.1V,需要估讀到分度值的下一位,由圖丙可知電壓表讀數(shù)為U1=1.30V.(4)當單刀雙擲開關接1,電流表示數(shù)為零時,電壓表測量準確,故電動勢對應U1?I1圖像的縱截距,故E=1.80V;當單刀雙擲開關接2,電壓表示數(shù)為零時,電流表測量準確,由U2?I2圖像可知滑動變阻器短路時電流為0.40A,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知I=ER0+r,解得內(nèi)阻為r=EI-R0=1.800.40Ω-2Ω=2.50Ω.(5)由圖丁可知U1?I1圖像的斜率絕對值為k1=1.80?00.36Ω=R0+r1,解得r1=3.00Ω,由圖丁可知U2?I2圖像的斜率絕對值為k2=1.70?00.40Ω=R0+r2,解得r2=2.25Ω,由于r1?rr=3.00?2.502.50=0.2>r?r2r=2.50?2.252.50=0.1,故接法Ⅱ測得的電源內(nèi)阻更接近真實值.(6)由電路圖可知接法Ⅰ的誤差來源是電流表的分壓,接法Ⅱ的誤差來源是電壓表的分流,由于電源內(nèi)阻較小,遠小于電壓表內(nèi)阻,結合A.待測電源一個B.直流電壓表V,量程為0~3V,內(nèi)阻非常大C.定值電阻R0=150ΩD.電阻箱RE.導線和開關該同學設計的電路如圖甲所示,根據(jù)該電路進行實驗操作:多次改變電阻箱的阻值,記錄每次電阻箱的阻值R和電壓表的示數(shù)U,在1U?R坐標系中描出的坐標點如圖乙所示(1)分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則1U與R的關系式為

1U=1ER0(2)在圖乙的坐標紙上畫出1U?R關系圖線[答案]如圖所示(3)根據(jù)圖線求得電源電動勢E=3.03(2.95~3.05均可)V,內(nèi)阻r=31.8(27.0~33.0均可)Ω.(均保留3位有效數(shù)字)

[解析](1)由題圖可知,電壓表與定值電阻R0并聯(lián),電壓表測的是定值電阻R0兩端的電壓,電路中電流為I=UR0,由閉合電路歐姆定律可得E=UR0(R0+R+r),變形得1U=(2)擬合成直線,如圖所示.(3)根據(jù)圖線求得斜率k