高考物理复习 知能演练提升 第七章 实验九
2013高考物理一轮总复习：第七章实验九知能优化演练
1．在用伏安法测电池的电动势和内阻的实验中，下列注意事项中错误的是()A．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显B．应选用内阻较小的电压表和电流表C．移动滑动变阻器的滑片时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D．根据实验记录的数据作U－I图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧解析：选 B.为减小测量误差，A正确；为减小偶然误差，D正确；为安全的需要，C 正确；电压表内阻应选阻值大的，对电流表内阻没有特别要求，B错误．2．(2011·江苏启东中学月考)利用伏安法测量电源的电动势和内阻时，测得两节干电池的U－I曲线分别如图7－5－14中Ⅰ和Ⅱ所示，由此可知，这两节干电池的电动势和内阻相比较()图7－5－14A．E1>E2，r1>r2B．E1>E2，r1<r2C．E1<E2，r1>r2D．E1<E2，r1<r2解析：选A.在U－I图线中：I＝0时，U＝E，斜率等于电源内阻r，则由图有E1>E2，r1>r2.3．用如图7－5－15甲所示电路测电池的电动势和内阻时，由于电压表的分流作用造成系统误差，图乙所示的U－I图象中有两条直线AB和A′B，其中一条是根据实测数据画出的图线，另一条是修正电压表分流所引起的误差后得到的图线，由图可知下列说法错误的是()图7－5－15A．AB是根据实测数据画出的图线B．A′B是根据实测数据画出的图线C．路端电压U越大，通过电压表的电流越大D．由于电压表的分流作用，使电池电动势和内阻的测量值小于真实值解析：选B.由图示电路可知，测量电压是真实的，测量电流比真实电流小，故在同一U －I图线中，对应于同一U值，测量电流值比真实电流小，故图中AB是根据实测数据画出的图线，所以选项A、D正确，B错误．由图可看出U越大，AB、A′B对应的电流偏差越大，选项C正确．4．用如图7－5－16所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一定值电阻R0起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：图7－5－16(a)电流表(量程0.6 A、3 A)；(b)电压表(量程3 V、15 V)；(c)定值电阻(阻值1 Ω、额定功率5 W)；(d)定值电阻(阻值10 Ω、额定功率10 W)；(e)滑动变阻器(阻值0～10 Ω、额定电流2 A)(f)滑动变阻器(阻值范围0～100 Ω、额定电流1 A)．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；R0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．(2)引起该实验系统误差的主要原因是________________________________________________________________________．解析：(1)一节干电池的电动势为1.5 V，所以电压表量程选择3 V即可，一节干电池的允许电流在0.6 A以下，因此电流表量程选择0.6 A即可．R0起保护作用使电路中的电流在0.6 A以下，若选用定值电阻10 Ω，估算最大电流为：I max＝ER0＋r＜ER0＝310A＝0.3 A.则电流表指针指在半刻度以下，测量误差太大，因此定值电阻应选用1 Ω的．若选用滑动变阻器0～100 Ω的，则使用范围太小，不方便操作，因此选用滑动变阻器0～10 Ω即可．(2)电流表应测量通过电源的电流，但由于电压表的分流作用，电流表实验测量的电流值比通过电源的电流小，所以引起该实验误差的主要原因是电压表的分流．答案：(1)30.610～10(2)电压表的分流5．(2012·莆田质检)用如图7－5－17所示的电路测定电源的电动势和内电阻，提供的器材有：图7－5－17A．干电池两节，每节电池的电动势约为1.5 V，内阻未知；B．直流电压表V1、V2，内阻很大；C．直流电流表A，内阻可忽略不计；D．定值电阻R0，阻值不小于5 Ω，但具体值未知；E．滑动变阻器；F．导线和开关等．(1)某同学用该电路进行实验时，由于某根导线断路，只记录了电流表和一个电压表的根据表格中的数据作出U －I 图象，如图7－5－18所示．由图象可得，该同学测得的两节干电池总的电动势为______V ，总内阻为______Ω，通过上述数据可以判断能够正确读数的电压表应为______(填“V 1”或“V 2”)图7－5－18(2)在找出断路的导线并调换好了的导线后，连接该电路继续实验时，如果电流表发生短路故障，只能读出表V 1的示数U 1，表V 2的示数U 2.此时若希望由测得的数据作出图象，由图象的纵坐标截距直接得到电源的电动势，应选用________作为纵坐标，________作为横坐标作图．解析：(1)由表中数据可知电压最大值为2.62，接近电源电动势，所以能正确读数的电压表是V 1，所以由图象可知纵轴截距为电源电动势，横轴截距为短路电流，则两节干电池的电动势为 2.90±0.02(由于存在作图、读数等误差)，由短路电流I ＝E r得，总内阻为3.50±0.03(误差允许范围内)；(2)由电路图可知R 0两端的电压为U ＝U 1－U 2，可得R 0支路电流为I ＝U 1－U 2R 0，所以以U 1或U 2为纵坐标，以U 1－U 2为横坐标． 答案：(1)2.90±0.02 3.50±0.03 V 1(2)U 1或U 2 U 1－U 26．(2012·厦门质检)甲同学采用如图7－5－19所示的电路测定电源的电动势和内电阻．提供的器材：电压表(0～3 V)、电流表(0～0.6 A)及滑动变阻器R 、电键S 、导线．图7－5－19(1)连好电路后，当该同学闭合电键S ，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好，且电路未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接bc 和de 时，示数均为0，把两表笔接cd 时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是________________________________________________________________________．(2)排除故障后，该同学顺利完成实验数据的测量，如下表所示．并根据数据在空白的坐标纸上，作出图乙所示的U －I 图线，该图存在多处不妥之处，请指出．(能指出两处不妥________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(3)为了在实验中保护电流表和调节电阻时电压表、电流表的示数变化均明显，乙同学对甲同学的实验进行改进，设计了如图7－5－20所示的电路，电路中电阻R 0应该选取下列备选电阻的哪一个？(用字母表示)__________．图7－5－20 A. 1 Ω B ．5 ΩC. 10 ΩD. 20 Ω(4)若乙同学用图的实验电路进行实验，只测得两组数据为I 1、U 1，I 2、U 2.则该电源内电阻r ＝________________(请用物理量的字母表示)．解析：(1)当电压表跨接在断路部分的两端时，电压表示数为电源电动势大小，所以滑动变阻器R 断路．(2)①从图象看出，纵坐标轴表示的电压变化范围较小，则U 轴坐标起点选取不当； ②U 、I 轴没有标记用何单位；③没有把不在直线上的点均匀分布直线两侧．(3)由伏安特性曲线可知电源本身内阻大约0.5 Ω，要让电压表、电流表示数变化明显，则要提高电源的“内阻”，串联R 0，等效为电源内阻，两电表满偏，r ＝E I≈5 Ω，所以选 B ； (4)由电压和电流值，列闭合电路欧姆定律方程：E ＝U 1＋I 1(r ＋R 0), E ＝U 2＋I 2(r ＋R 0)，解得：r ＝U 1－U 2I 2－I 1－R 0. 答案：见解析7．(2012·广东联考)要测定某电源的电动势和内电阻，提供的器材有：A ．待测电源E (E 约为2 V ，r 约为1 Ω)B ．电流表A 1(量程为0.6 A ，R A 1＝3 Ω)C ．电流表A 2(量程为0.3 A ，R A 2＝5 Ω)D ．电阻箱R (0～99 Ω)E ．开关S 1、S 2F ．导线若干(1)有一组同学按电路图7－5－21连接电路进行如下实验：图7－5－21①闭合开关S 1，多次调节电阻箱的阻值，并记录下每次的电阻值R 及对应的电流表A 1的示数I ；②电流的倒数1和电阻箱的阻值R 如下表所示.③请按表格中的数据在方格纸中作出1I－R 图象；图7－5－22 ④由1I－R 图象求出：电源的电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω. (2)另一组同学用两个电流表和两个开关测定电源的电动势和内电阻．①请从提供的实验器材中选择合适的两个电流表分别填入实验电路图7－5－23中的圆框中；图7－5－23②闭合开关S 1，断开S 2，读出电流表________的示数为I 1；③再闭合开关S 2，读出该支路电流表的示数为I 2及原先支路电流表的示数为I ′1； ④由此可得到电源电动势的表达式E ＝________.解析：(1)由U ＝E －Ir 及U ＝IR ，解得：1I ＝r E ＋1E ·R ，即1I －R 图线中的纵截距a ＝r E，斜率k ＝1E，由图中的纵截距及斜率可分别解得E ＝2 V ，r ＝4 Ω. (2)若闭合S 1时接入电路中的电流表为A 2，则此时电路中的电流约为：I ＝E r ＋R A 2＝26A ＝0.33 A ，大于电流表A 2的量程0.3 A ，两个电流表中下面的应为A 1上面的为A 2；当S 1闭合、S 2断开时，由闭合电路欧姆定律有：I 1＝E R A 1＋r，S 1、S 2都闭合时，由闭合电路欧姆定律有：E ＝I ′1R A 1＋(I ′1＋I 2)r ，以上两式联立可得：E ＝I 1I 2R A 1I ′1＋I 2－I 1. 答案：(1)③如图甲所示 ④2 4甲 乙(2)①如图乙所示 ②A 1 ④I 1I 2R A 1I ′1＋I 2－I 1。
2012优化方案高考物理总复习(粤教版)第7章实验九知能优化演练
1．(单选)在用伏安法测电池的电动势和内电阻的实验中，下列注意事项中错误的是( )A ．应选用旧的干电池作为被测电源，以使电压表示数的变化比较明显B ．应选用内阻较小的电压表和电流表C ．移动滑动变阻器的滑键时，不能使滑动变阻器短路造成电流表过载D ．根据实验记录的数据作U －I 图象时，应通过尽可能多的点画一条直线，并使不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧解析：选B.为减小测量误差，A 正确；为减小偶然误差，D 正确；为安全的需要，C 正确；电压表内阻应选阻值大的，对电流表内阻没有特别要求，B 错误．2．(单选)在“测定电源电动势和内阻”的实验中，某同学根据实验数据，作出了正确的U －I 图象，如图7－5－14所示，其中图线斜率绝对值的物理含义是( )图7－5－14A ．短路电流B ．电源内阻C ．电源电动势D ．全电路电阻 解析：选B.“测定电源电动势和内阻”的实验中的U －I 图象，图线斜率绝对值表示电源的内阻．3．某研究性学习小组利用如图7－5－15甲所示电路测量电池组的电动势E 和内阻r .根据实验数据绘出如如图乙所示的R －1I图线，其中R 为电阻箱读数，I 为电流表读数，由此可以得到E ＝________V ，r ＝________Ω.图7－5－15解析：由E ＝I (R ＋r )，故R ＝E /I －r ，R －1I图线的斜率表示电源电动势，据此得出电动势E ＝2.9 V ，内阻r ＝0.9 Ω.答案：2.9 0.94．一特种电池的电动势粗略测定值为9 V ，内阻约为54 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA ，为了测定这个电池的电动势和内电阻，某同学在实验室利用了如图7－5－16所示电路．图中电压表内阻很大，对电路的影响可不考虑，R 为电阻箱．阻值范围0～9999 Ω，R 0是保护电阻．图7－5－16 图7－5－17(1)实验室中备有的定值电阻R 0有以下几种规格：A ．10 Ω，2.5 WB ．100 Ω，1 WC ．200 Ω，1 WD ．2000 Ω，5 W实验时，R 0应选用________(填字母代号)较好．(2)将上述选用的保护电阻R 0接入电路，断开开关，调整电阻箱阻值，再闭合开关，读取电压表示数U ，多次重复，取得数据后，作出如图7－5－17所示1U －1R 0＋R图线，则该电池电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω.解析：(1)当电阻箱电阻调为零，电路中电流最大时，根据闭合电路欧姆定律可求出R 0的阻值，即R 0＝E I max －r ＝90.05Ω－54 Ω＝126 Ω，故应选“C ”，且其工作的最大功率经验上不超过其额定功率．(2)由闭合电路欧姆定律E ＝U ＋U R 0＋Rr ，变形后为1U ＝r E ×1R 0＋R ＋1E ，由此可知图线与纵坐标轴的交点值为电动势的倒数，即E ＝10.1V ＝10 V ．而图线的斜率为k ＝5，所以r ＝kE ＝50 Ω.答案：(1)C (2)10 505．为了测量两节串联干电池的电动势，某同学设计了如图7－5－18甲所示的实验电路，其中E 是待测电池组，内阻不能忽略；V 1、V 2是两只量程合适的相同的电表，内阻不是很大，且未知；S 1、S 2是单刀单掷开关；导线若干．图7－5－18(1)请根据电路图甲，在图乙中将器材连成实物图．(2)实验需要测量的物理量是________________________________________________________________________．(3)用测出的物理量，导出串联电池组电动势的表达式是________________________________________________________________________. 解析：连接实物图如图所示．先闭合S 1、断开S 2，记下V 1、V 2的示数U ，由闭合电路欧姆定律可得：E ＝2U ＋U R r 再闭合S 2，记下V 1的示数U ′，则有：E ＝U ′＋U ′Rr 联立解得：E ＝UU ′U ′－U. 答案：(1)见解析图(2)S 1闭合，S 2断开时V 1、V 2的示数U ；S 1、S 2闭合后V 1的示数U ′(3)E ＝UU ′U ′－U6．(2011年广州模拟)某同学在用电流表和电压表测电池的电动势和内阻的实验中，串联了一只2.5 Ω的保护电阻R 0，实验电路如图甲7－5－19所示．(1)连好电路后，当该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0.检查各接线柱均未接错，接触良好且未发生短路；他用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接a 、b ，b 、c ，d 、e 时，示数均为0，把两表笔接c 、d 时，示数与电压表示数相同，由此可推断故障是__________________．(2)按电路原理图及用多用电表的电压挡检查电路，把两表笔分别接c 、d 时的实物电路图(如图乙)用笔画线代替导线连接起来．图7－5－19(3)排除故障后，该同学顺利完成实验，测定下列数据，请根据数据在坐标图(如图7－5－20所示)中画出U －I ________.I /A 0.10 0.17 0.23 0.30U /V 1.20 1.00 0.80 0.60图7－5－20(4)考虑电表自身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是：__________________________________.(5)实验所得的电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较，E 测________E真，r 测________r 真(选填“<”“＝”或“>”)． 解析：(1)该同学闭合电键，发现电流表示数为0，电压表示数不为0，表明电源、R 0、电键是好的，电路中有断路故障，用多用电表两表笔分别接a、b，b、c，d、e时，示数均为0，表明a、b，b、c，d、e间的电路和元件均无故障，两表笔接c、d时，示数与电压表示数相同，表明R断路．(2)实物连接如图甲所示．(3)图乙中图线与U轴的交点为电源电动势，斜率为电源的内电阻与R0的和，E＝1.5 V，r＝0.5 Ω.(4)考虑电表自身电阻对测量结果的影响，造成本实验的系统误差的原因是：电压表内电阻的分流．(5)在理论上E＝U＋(I V＋I A)(r＋R0)，其中U是准确的，而忽略了通过电压表的电流I V 而形成误差，电压表读数越大偏差越大，电压表读数越小偏差越小，短路时，I V＝0，短路电流测量值等于真实值，偏差为0，所以测量值的图象与真实值的图象关系如图丙所示，所以E测<E真，r测<r真．答案：(1)R断路(2)见解析图甲(3)见解析图乙 1.5 V0.5 Ω(4)电压表内阻的分流(5)<<7．(创新题)(2009年高考北京卷)某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池．该同学想测量一下这个电池的电动势E和内电阻r，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为999.9 Ω，可当标准电阻用)、一只电流表(量程I g＝0.6 A，内阻r g＝0.1 Ω)和若干导线．(1)请根据测定电动势E和内电阻r的要求，设计图7－5－21甲中器件的连接方式，画线把它们连接起来．图 7－5－21(2)接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R ，读出与R 对应的电流表的示数I ，并作记录．当电阻箱的阻值R ＝2.6 Ω时，其对应的电流表的示数如图7－5－21乙所示 .处理实验数据时，首先计算出每个电流值I 的倒数1I ；再制作R －1I坐标图，如图7－5－22所示，图中已标注出了(R ，1I)的几个与测量对应的坐标点．请你将与图7－5－21乙实验数据对应的坐标点也标注在图7－5－22上．图7－5－22(3)在图7－5－22上把描绘出的坐标点连成图线．(4)根据图7－5－22描绘出的图线可得出这个电池的电动势E ＝________V ，内电阻r ＝________Ω.解析：(1)先设计实验电路图，然后再根据电路图连线．由欧姆定律E ＝I (R ＋r )知，只要知道两组外电阻和电流值，就可以解出电源的电动势和内阻．因此，直接将可变电阻和电流表串联在电路中就行．(2)由电表可读出此时电流为0.50 A ，则坐标为(2,2.6)．再在坐标纸上描出该点．(3)剔除明显有误差的点，将其他点用平滑的曲线连接起来，得到一条直线．(4)由闭合电路欧姆定律得：E ＝I (R ＋r ＋r g )，故解得：R ＝E ·1I－(r ＋r g )，根据R －1/I 图线可知：电源的电动势等于图线的斜率，内阻r 为纵轴负方向的截距(r ＋r g )减去电流表的内阻r g .由给出的图线可得：r ＋r g ＝0.4 Ω.所以r ＝(0.4－0.1) Ω＝0.3 Ω.直线斜率为k ＝E ＝5.6－2.64－2V ＝1.5 V. 答案：(1)如左图所示 (2)(3)如下图所示 (4)1.5(1.46～1.54) 0.3(0.25～0.35)高$考`试;题(库。
新课标人教版高一物理必修二 第七章 第9节 实验：验证机械能守恒定律
1 2 (3)验证：通过计算，在误差允许的范围之内 vn 与 ghn 是否相等 2 1 2 1 2 或 vm － vn 与 ghmn 是否相等。 2 2
六、注意事项 (1)尽可能地控制实验条件，即应满足机械能守恒的条件， 这就要求尽量减小各种阻力，采取的措施有： ①安装打点计时器时，必须使两个限位孔的中线竖直，以减
力势能的减少量ΔEp。这是实验设计上带来的系统误差。 (3)打点计时器周期变化带来误差。
例1：
在验证机械能守恒定律的实验中。
(1)从下列器材中选出实验所必须的，其编号为________。 A．打点计时器(包括纸带)； C．天平； E．秒表； B．重物； D．毫米刻度尺； F．小车。
(2)打点计时器的安装放置要求为________________；开始
新课标人教版 高一物理 必修二
实验理论指导
题型一
第 七 章 第 9 节
典题案例 导析
题型二 题型三
知能演练提升
一律。
二、实验原理 在自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转 化，但总机械能守恒。 方法1：若以重物下落的起始点O为基准，设重物的质量
3．纸带处理 在起始点标上0，在以后各点依次标上1、2、3、…用刻 度尺测出对应的下落高度h1、h2、h3、… 五、数据处理 hn＋1－hn－1 (1)利用公式vn＝ ，计算出点1、点2、点3…的 2T 瞬时速度v1、v2、v3…。
1 2 1 1 1 2 2 (2)要验证的是 mv ＝mgh 或 mv2 － mv1 ＝mgΔh， 只需验证 2 2 2 2 1 2 1 2 v ＝gh 或 v2 － v1 ＝gΔh，因此不需要测量重物的质量 m。 2 2
三、实验器材 铁架台(带铁夹)，打点计时器，重物(带纸带夹子)， 纸带数条，复写纸，导线，毫米刻度尺，学生电源(交
人教版高中物理必修二第七章第九节知能优化演练关.docx
高中物理学习材料桑水制作一、单项选择题1．用自由落体法验证机械能守恒定律，下面哪些测量工具是必需的( ) A ．天平 B ．弹簧测力计 C ．刻度尺 D ．秒表解析：选C.验证机械能守恒定律的实验中，需用刻度尺测量计数点之间的距离，不需用天平测出重物的质量，也不需用秒表和弹簧测力计，故正确答案为C.2．在用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列物理量中需要测量的有( ) A ．重物的质量 B ．重力加速度 C ．重物下落的高度D ．与重物下落高度对应的重物的瞬时速度解析：选C.实验中可以用关系式12mv 2＝mgh 或12mv 22－12mv 21＝mgh 来验证物体下落时机械能守恒，两式中质量都可以约掉，故实验时不需测物体的质量，A 错误．重力加速度为常数，实验时不需测物体的重力加速度，B 错误．由两验证式可知，实验时需要测量物体下落的高度，C 正确．物体的瞬时速度由测出的下落高度计算得出，不用测量，D 错误．二、多项选择题3．(2013·济宁高一检测)在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法中正确的是( )A ．要用天平称量重物质量B ．选用重物时，同样大小、形状的重物应选重一点的比较好C ．要选用第1、2两点距离接近2 mm 的纸带D ．实验时，当松开纸带让重物下落的同时，立即接通电源解析：选BC.该实验不需要测重物的质量，A 错误．为了减小由于空气阻力带来的实验误差，应选用密度较大的重物，B 正确．为使打第1个点时的速度为零，实验时应先接通电源，让打点计时器打点后再释放重锤，选取第1、2点间的距离约为2 mm 的纸带，C 正确，D 错误．4．如图所示是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中n 点来验证机械能守恒定律，下面举出一些计算n 点速度的方法，其中正确的是( )A ．n 点是第n 个点，则v n ＝gnTB ．n 点是第n 个点，则v n ＝g (n －1)TC ．n 点是第n 个点，则v n ＝x n ＋x n ＋12TD ．n 点是第n 个点，则v n ＝h n ＋1－h n －12T解析：选CD.做匀变速直线运动的物体，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，所以n 点的速度等于(n －1)到(n ＋1)之间的平均速度，所以A 、B 错误，C 、D 正确．三、非选择题5．在下列“验证机械能守恒定律”的实验步骤中，选择正确的实验步骤，并按次序排列为________．A ．用天平测出重物的质量B ．把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上C ．接通电源，松开纸带D ．松开纸带，接通电源E ．用秒表记下重物下落的时间F ．取下纸带，重复上述实验3次G ．将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器并用手提住，使重物靠近打点计时器H ．选取理想纸带，对几个方便的点测量并计算，看mgh 和12mv 2n 是否相等解析：实验时应先把打点计时器竖直地夹稳在铁架台上，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器并用手提住，使重物靠近打点计时器，然后接通电源，松开纸带，取下纸带，重复上述实验3次，最后选取理想纸带，对几个方便的点测量并计算，看mgh 和12mv 2n 是否相等，故正确的实验步骤应该为B 、G 、C 、F 、H答案：B 、G 、C 、F 、H6．(2013·湖北黄冈七市联考)某实验小组利用光电计时器探究物块沿倾斜气垫导轨下滑过程中重力做功与动能的关系，装置如图甲，让小物块从倾斜气垫导轨顶端滑下．若测得小物块通过A 、B 光电门的时间分别为t 1和t 2，A 、B 之间的距离为L ，遮光板的宽度为d ，斜面的倾角为α.重力加速度为g .(1)图乙表示用螺旋测微器测量物块上遮光板的宽度d .由此读出d ＝________ mm. (2)探究小物块沿倾斜气垫导轨下滑过程中重力做功与动能的关系，实验数据满足的关系式为____________________________(用实验测定的物理量对应的字母表示)．解析：(1)图乙读数为5．5 mm ＋0.01×20.0 mm ＝5.700 mm. (2)利用动能定理得：mgL sin α＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 12得：gL sin α＝12d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22－1t 21.答案：(1)5.700(5.698～5.702均正确)(2)gL sin α＝12d 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1t 22－1t 217．在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量为1 kg 的重锤自由下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源频率为50 Hz.如图所示，纸带上O 点为重锤自由下落时纸带打点起点，选取的计数点A 、B 、C 、D 依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O 点距离如图所示，单位为mm ，重力加速度为9.80 m/s 2，则(1)打点计时器记录B 点时，重锤速度v B ＝________ m/s ，重锤动能E k B ＝________ J. (2)从开始下落算起，打点计时器记录B 点时，重锤势能减少量为________ J.解析：(1)根据条件可知，纸带上两相邻的计数点之间的时间间隔为T 0＝2T ＝2f＝0.04 s ，那么计数点B 点的瞬时速度为v B ＝s AC 2T 0＝(125.4－31.4)×10－32×0.04m/s ＝1.175 m/s ；此时重锤的动能为E k B ＝12mv 2B ＝12×1×1.1752J ＝0.690 J.(2)重锤下落的高度为h B ＝70.6×10－3m ，则重锤减少的重力势能为E p ＝mgh B ＝1×9.80×70.6×10－3 J ＝0.692 J. 答案：(1)1.175 0.690 (2)0.6928．(2013·广州高一检测)某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示．(1)请指出实验装置中存在的明显错误：________.(2)进行实验时，为保证重锤下落时初速度为零，应________(选填“A ”或“B ”)． A ．先接通电源，再释放纸带 B ．先释放纸带，再接通电源(3)根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4四个点如图乙所示．已测出点1、2、3、4到打出的第一个点O 的距离分别为h 1、h 2、h 3、h 4，打点计时器的打点周期为T .若代入所测数据能满足表达式gh 3＝________，则可验证重锤下落过程机械能守恒(用题目中已测出的物理量表示)．解析：(1)从图甲中的实验装置中发现，打点计时器接在了“直流”电源上，打点计时器的工作电源是“低压交流电源”．因此，明显的错误是打点计时器不能接在“直流电源”上．(2)为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带．若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零．因此，为保证重锤下落的初速度为零，应先接通电源，再释放纸带．(3)根据实验原理，只要验证gh n ＝12v 2n 即可验证机械能守恒定律．因此需求解v 3.根据匀变速直线运动规律关系式可得，v 3＝x t ＝h 4－h 22T ，则有12v 23＝12×⎝ ⎛⎭⎪⎫h 4－h 22T 2＝(h 4－h 2)28T 2，故只要验证gh 3＝(h 4－h 2)28T 2成立，就可验证重锤下落过程中机械能守恒． 答案：(1)打点计时器不能接“直流电源”(或打点计时器应接“交流电源”) (2)A (3)18T 2(h 4－h 2)29．在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz)“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)某同学用图甲所示装置进行实验，得到如图乙所示的纸带，把第一个点(初速度为零)记作O 点，测出点O 、A 间的距离为68.97 cm ，点A 、C 间的距离为15.24 cm ，点C 、E 间的距离为16.76 cm ，已知当地重力加速度为9.8 m/s 2，重锤的质量为m ＝1.0 kg ，则打点计时器在打O 点到打C 点的这段时间内，重锤动能的增加量为________ J ，重力势能的减少量为________ J.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a ＝________ m/s 2.(3)在实验中发现，重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能，其原因主要是在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用，用题目中给出的已知量求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为________ N.解析：(1)重锤做匀加速直线运动，根据图乙数据及匀变速直线运动规律可知，物体对应纸带上C 点的瞬时速度为v C ＝AC ＋CE 2T ＝(15.24＋16.76) cm2×(2×0.02) s＝4 m/s.则重锤增加的动能为ΔE k ＝12mv 2C ＝12×1×42J ＝8.00 J重力势能的减少量为ΔE p ＝mgh ＝1×9.8×(68.97＋15.24)×10－2J ＝8.25 J.(2)根据图乙数据及公式Δs ＝s 2－s 1＝aT 2可得，a ＝Δs T 2＝(16.76－15.24)×10－2(2×0.02)2m/s 2则重锤下落的加速度为a ＝9.5 m/s 2.(3)根据牛顿第二定律得，mg －F 阻＝ma ，因此，重锤下落过程中受到的平均阻力大小为F 阻＝mg －ma ＝0.30 N.答案：(1)8.00 8.25 (2)9.5 (3)0.30☆10.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05 s 闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s 2，小球质量m ＝0.2 kg ，计算结果保留三位有效数字)：时刻 t 2t 3t 4t 5速度(m ·s －1)4.994.483.98(1)由频闪照片上的数据计算t 5时刻小球的速度v 5＝________ m/s ；(2)从t 2到t 5时间内，重力势能增量ΔE p ＝________ J ，动能减少量ΔE k ＝________ J ； (3)在误差允许的范围内，若ΔE p 与ΔE k 近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔE p ________ΔE k (选填“>”“<”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是________．解析：(1)t 5时刻小球的速度v 5＝16.14＋18.662×0.05×10－2m/s ＝3.48 m/s.(2)从t 2到t 5时间内，重力势能增量ΔE p ＝mgh 25＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋18.66)×10－2J ＝1.24 J ，动能减少量ΔE k ＝12mv 22－12mv 25＝1.28 J.(3)ΔE p <ΔE k ，造成这种结果的主要原因是存在空气阻力．答案：(1)3.48 (2)1.24 1.28 (3)< 存在空气阻力。
新课标人教版高一物理必修二 第七章 第9节 知能演练提升
第七章 第9节1．下列关于“验证机械能守恒定律”实验的实验误差的说法，正确的是( )A ．重物质量的称量不准会造成较大误差B ．重物质量选用得较大些，有利于减小误差C ．重物质量选用得较小些，有利于减小误差D ．先释放纸带后接通电源会造成较大误差解析：该实验不需要测量物体的质量，故A 错；选用质量较大的重物有利于减小摩擦带来的误差，B 对，C 错；应先接通电源，待打点稳定后再松开纸带，故D 对。
答案：BD2．在“验证机械能守恒定律”的实验中，得到如图7－9－5所示的一条纸带，该纸带上最初打出的几个点不清楚，纸带上留下的是后面的一些点。
算出打下B 、C 两点时，重物速度分别是v B 、v C ，量得B 、C 两点间的距离为h ，那么验证机械能守恒的表达式可写为( )图7－9－5A ．gh ＝v 2C －v 2BB ．gh ＝12v 2C －12v 2B C ．v C ＝v B ＋aTD ．v 2B ＋v 2C ＝2gh解析：从B →C 的过程ΔE p 减＝mgh ，ΔE k 增＝12m v 2C －12m v 2B ， 所以需验证的表达式为mgh ＝12m v 2C －12m v 2B 。
即gh ＝12v 2C －12v 2B，故B 正确。
答案：B3．有4条用打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)打出的纸带A 、B 、C 、D ，其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。
为找出该纸带，某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点，用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为x 1、x 2、x 3。
请你根据下列x 1、x 2、x 3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s 2)( )A．61.0 mm65.8 mm70.7 mmB．41.2 mm45.1 mm53.0 mmC．49.6 mm53.5 mm57.3 mmD．60.5 mm61.0 mm60.6 mm解析：验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现，所以相邻的0.02 s内的位移增加量为Δx＝gT2＝9.791×0.022 m＝3.9×10－3 m＝3.9 mm，答案为C。
高考总复习物理试题选修3-1第7章实验九知能优化演练
1．(2013·辽宁省协作体联考)某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，所用滑动变阻器的阻值范围为0～20 Ω，连接电路的实物图如图所示．下列对该学生接线的说法错误的是()A．滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有错C．电压表量程选用不当D．电压表接线不妥解析：选C.变阻器要起到变阻作用接入电路的两根导线一条接在上面的金属杆一端，另一条接在下面的接线柱上；电表接入电路，选好量程后，还应注意正、负接线柱，图中电流表接法不对；在实验中电压表不应并联在电源两端，因为电键断开后，电压表仍有读数．2．(2013·南京模拟)在测量一节干电池的电动势和内阻的实验中，实验电路图如图所示．(1)实验过程中，应选用哪个电流表和滑动变阻器________(填写选项前对应的字母)．A．电流表A1(量程0.6 A，内阻约0.8 Ω)B．电流表A2(量程3 A，内阻约0.5 Ω)C．滑动变阻器R1(0～10 Ω)D．滑动变阻器R2(0～200 Ω)(2)实验中要求电流表测量通过干电池的电流，电压表测量干电池两极的电压．根据图示的电路，电流表测量值________真实值(选填“大于”或“小于”)．(3)若测量的是新干电池，其内阻比较小．在较大范围内调节滑动变阻器，电压表读数变化________(选填“明显”或“不明显”)．解析：(1)一节干电池的电动势约为1.5 V，若滑动变阻器采用R2，调节过程中电流在多数情况下偏小，无法测量，故应选用滑动变阻器R1；由于电路中的电流比较小，故应选量程为0.6 A的电流表．(2)由于电压表的分流作用，导致电流表的测量值小于流过干电池的电流的真实值．(3)若测量的是新干电池，由于内阻比较小，在较大范围内调节滑动变阻器，电压表测量的路端电压变化就不明显，实验误差较大．答案：(1)AC(2)小于(3)不明显3．有一节干电池，电动势大约为1.5 V，内电阻约为1.0 Ω.某实验小组的同学们为了比较准确地测出该电池的电动势和内电阻，他们在老师的支持下得到了以下器材：①电压表V(15 V,10 kΩ)②电流表G(量程3.0 mA，内阻R g＝10 Ω)③电流表A(量程0.6 A，内阻约为0.5 Ω)④滑动变阻器R1(0～20 Ω，10 A)⑤滑动变阻器R2(0～100 Ω，1 A)⑥定值电阻R3＝990 Ω⑦开关S和导线若干(1)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是________(填写器材编号)．(2)请在虚线框内画出他们采用的实验原理图．(标注所选择的器材符号)(3)该小组根据实验设计的原理图测得的数据如下表，为了采用图象法分析处理数据，序号1 2 3 4 5 6 电流表G(I 1/mA)1.37 1.35 1.26 1.24 1.18 1.11 电流表A(I 2/A)0.12 0.16 0.21 0.28 0.36 0.43 (4)r ＝__________Ω(保留两位有效数字)． 解析：(1)为了便于调节，滑动变阻器的阻值不能太大，选择R 1比较合适．(2)由闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir 可知，只要能测出两组路端电压和电流即可列方程求解．但题目中给出的电压表量程太大，无法准确读数，所以不能选用．因为电流表G 的内阻已知，可以考虑把G 和定值电阻R 3串联作电压表使用．实验原理图如图甲所示．(3)取纵轴表示I 1，横轴表示I 2，作出的图线如图乙所示．(4)由于R 3支路电阻远大于滑动变阻器R 1所在支路电阻，所以干路电流近似等于I 2，根据闭合电路欧姆定律E ＝U ＋Ir 可知：E ＝I 1(R 3＋R g )＋I 2r ，即I 1＝E R 3＋R g －r R 3＋R g I 2，由图象知直线与纵轴的截距为E R 3＋R g ＝1.48 mA ，解得E ＝1.48 V ，直线斜率的绝对值为r R 3＋R g＝(1.48－1.06)×10－30.50，解得r ＝0.84 Ω. 答案：(1)④ (2)(3)见解析图(4)1.48(1.46～1.48) 0.84(0.80～0.90)4．某同学要测定一电源的电动势E 和内电阻r ，实验器材有：一只DIS 电流传感器(可视为理想电流表，测得的电流用I 表示)，一只电阻箱(阻值用R 表示)，一只开关和导线若干．该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据．(1)该同学设计该实验的原理表达式是________(用E 、r 、I 、R 表示)；(2)在闭合开关之前，应先将电阻箱阻值调至________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”)，在实验过程中，将电阻箱调至图乙所示位置，则此时电阻箱接入电路的阻值为________Ω；(3)根据实验采集到的数据作出如图丙所示的1I－R 图象，则由图象求得，该电源的电动势E ＝________V ，内阻r ＝________Ω(结果均保留两位有效数字)．解析：(1)在闭合电路中，E 、I 、R 、r 几个量之间的关系是E ＝I (R ＋r )．(2)为了整个电路的安全，所以开始电流要小，即电阻箱电阻调到最大值；题图乙电阻箱读数为25 Ω.(3)根据E ＝I (R ＋r )，推出1I ＝R E ＋r E ，再结合1I －R 图象可知：图线的斜率为1E ，截距为r E，解得E ＝6.0 V(5.8～6.2均可)，r ＝2.4 Ω(2.3～2.5均可)．答案：(1)E ＝I (R ＋r )(2)最大值 25(3)6.0(5.8～6.2均可) 2.4(2.3～2.5均可)5．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(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)实验时，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 0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U .下列两组R(3)根据实验数据描点，绘出的1U —R 图象是一条直线．若直线的斜率为k ，在1U坐标轴上的截距为b ，则该电源的电动势E ＝______，内阻r ＝______.(用k 、b 和R 0表示)解析：(1)实验中电阻箱起到改变电路的总电阻和分压作用，为了确保仪器的安全，一般将电阻箱的电阻先调到最大值．(2)由于定值电阻R 0＝10 Ω，若选用方案1，则电压表的示数较小，示数变化范围也很小，所以选用方案2.(3)由题意可得E ＝U R 0(R 0＋R ＋r )，变形为1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0，由题意得斜率k ＝1ER 0，截距b ＝R 0＋r ER 0，解得E ＝1kR 0，r ＝b k－R 0. 答案：(1)最大值 (2)2 (3)1kR 0 b k－R 0。
高中物理 第七章 机械能守恒定律 第9节 实验：验证机械能守恒定律讲义(含解析)新人教版必修2-新人
第9节实验：验证机械能守恒定律一、实验目的1．会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。
2．掌握利用自由落体运动验证机械能守恒定律的原理和方法。
二、实验原理让物体自由下落，忽略阻力情况下物体的机械能守恒，有两种方案验证物体的机械能守恒：1．以物体下落的起始点O 为基准，测出物体下落高度h 时的速度大小v ，若12mv 2＝mgh 成立，则可验证物体的机械能守恒。
2．测出物体下落高度h 过程的初、末时刻的速度v 1、v 2，若关系式12mv 22－12mv 12＝mgh 成立，则物体的机械能守恒。
三、实验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带纸带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压交流电源。
四、实验步骤1．安装置：按图将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。
2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。
先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。
更换纸带重复做3次～5次实验。
3．选纸带：选取点迹较为清晰且有两点间的距离约为2 mm 的纸带，把纸带上打出的两点间的距离为2 mm 的第一个点作为起始点，记作O ，在距离O 点较远处再依次选出计数点1、2、3…4．测距离：用刻度尺测出O 点到1、2、3…的距离，即为对应下落的高度h 1、h 2、h 3… 五、数据处理1．计算各点对应的瞬时速度：记下第1个点的位置O ，在纸带上从离O 点适当距离开始选取几个计数点1、2、3…并测量出各计数点到O 点的距离h 1、h 2、h 3…再根据公式v n ＝h n ＋1－h n －12T，计算出1、2、3、4、…n 点的瞬时速度v 1、v 2、v 3、v 4、…v n 。
2．机械能守恒验证方法一：利用起始点和第n 点。
从起始点到第n 个计数点，重力势能减少量为mgh n ，动能增加量为12mv n 2，计算gh n 和12v n 2，如果在实验误差允许的X 围内gh n ＝12v n 2，则机械能守恒定律得到验证。
高考物理总复习 第7章实验七知能优化演练 沪科版
高考物理总复习第7章实验七知能优化演练沪科版1．“测定金属的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是( )A．用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中B．用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值C．用伏安法测电阻时采用电流表内接法，多次测量后算出平均值D．实验中应保持金属丝的温度不变解析：选AC.实验中应测量出金属丝接入电路中的有效长度，而不是全长；金属丝的电阻很小，与电压表内阻相差很大，使金属丝与电压表并联，电压表对它分流作用很小，应采用电流表外接法．故A、C操作错误．2．在“测定金属的电阻率”的实验中，由ρ＝πd2U4Il可知，对实验结果的准确性影响最大的是( )A．导线直径d的测量B．电压U的测量C．电流I的测量 D．导线长度l的测量解析：选A.四个选项中涉及的四个量对测量结果均有影响，但影响最大的是金属丝直径的测量误差．从量度式ρ＝πd2U4Il看，只有直径d的指数为2，U、I、l指数为1，所以选A.3．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用电压表测得金属丝两端的电压U，用电流表测得通过金属丝的电流I，用螺旋测微器测得金属丝的直径d，测得数据如图7－3－12所示，请从图中读出U＝________V，I＝________A.图7－3－12答案：1.70 0.484．(2010年高考四川卷)在物理兴趣小组活动中，一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验．图7－3－13电压表V1量程3 V 内阻约为900 Ω电压表V2量程10 V 内阻约为3 kΩ电流表A 量程60 mA 内阻约为5 Ω电源E1电动势1.5 V 内阻约为0.2 Ω电源E2电动势4.5 V 内阻约为0.4 Ω滑动变阻器(最大阻值为10 Ω)、粗细均匀的同种电阻丝、开关、导线和刻度尺其主要实验步骤如下：A．选取图中器材，按示意图7－3－13连接电路B．用伏安法测定电阻丝的阻值RC．用刻度尺测出电阻丝的长度LD．依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变，重复步骤B、CEL(m)0.99560.80490.59810.40210.1958R (Ω) 104.8 85.3 65.2 46.6 27.1为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进．(1)________________________________________________________________________； (2)________________________________________________________________________． 解析：(1)电源选择E 1，当滑片滑到右端时，加在电阻丝两端电压为1.5 V ，电压表只用量程的一半，所以在测量中电压表引入的误差较大，所以电源改选E 2；(2)从表中的数据可以看出，电阻丝的电阻一般为几十欧，明显与电流表的内阻比较接近，所以电流表应采用外接，这时实验误差较小．答案：(1)电源改选E 2 (2)判断电流表的内外接法，作出相应调整5．如图7－3－14，甲为一段粗细均匀的新型导电材料棒，现测量该材料的电阻率．图7－3－14(1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为“×10”)粗测其电阻，指针位置如图7－3－14乙所示，其读数R ＝________.(2)然后使用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻：A ．电流表：量程为0.6 A ，内阻约为0.1 ΩB ．电压表：量程为3 V ，内阻约为3 kΩC ．滑动变阻器：最大值为20 Ω，额定电流1 AD ．低压直流电源：电压6 V ，内阻忽略F ．电键K ，导线若干在方框中画出实验电路图．(3)如果实验中电流表示数为I ，电压表示数为U ，并测出该棒的长度为L 、直径为d ，则该材料的电阻率ρ＝__________(用测出的物理量的符号表示)．解析：(1)从题图中读出示数为：20×10 Ω＝200 Ω；(2)电路如图所示.R V R ＜RR A，故用电流表内接法． (3)由欧姆定律解得导电材料棒的电阻为：R ＝U I ，由电阻定律得：R ＝ρL S，材料棒的横截面积为：S ＝πr 2＝14πd 2，联立解得：ρ＝U πd 24LI. 答案：(1)200 Ω (2)见解析 (3)U πd 24LI6．在做“测定金属的电阻率”的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5 Ω，要求测量结果尽量准确，提供以下器材供选择：A ．电池组(3 V ，内阻约1 Ω)B ．电流表(0～3 A ，内阻约0.0125 Ω)C ．电流表(0～0.6 A ，内阻约0.125 Ω)D ．电压表(0～3 V ，内阻4 kΩ)E ．电压表(0～15 V ，内阻15 kΩ)F ．滑动变阻器(0～20 Ω，允许最大电流1 A)G ．滑动变阻器(0～2000 Ω，允许最大电流0.3 A)H ．电键、导线若干(1)实验时应从上述器材中选用__________(填写仪器前字母代号)．(2)测电阻时，电流表、电压表、待测电阻R x 在组成测量电路时，应采用电流表______接法，测量值比真实值偏______(选填“大”或“小”)．(3)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d 的读数如图7－3－15所示，则读数为__________mm图7－3－15(4)若用L 表示金属丝的长度，d 表示直径，测得电阻为R ，请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ＝__________.解析：(1)在“测定金属丝的电阻率”的实验中，通过电阻丝的电流不能过大，否则电阻丝温度明显升高，电阻发生变化，所以电流表应选C ，电池组选A ，电压表选D ，电阻丝的电阻约为5 Ω，滑动变阻器应选F ，最后选取电键、导线H.(2)由于电阻丝的电阻较小，所以采用电流表的外接法，外接法测得的电流偏大，算出的电阻值偏小，所以测量值比真实值偏小．(3)从图中可以读出金属丝的直径为0.900 mm.(4)金属丝的横截面积为：S ＝πd 2/4，由电阻定律得：R ＝ρL /S ，联立解得金属丝的电阻率为：ρ＝R πd 24L. 答案：(1)ACDFH (2)外 小 (3)0.900 (4)R πd 24L7．(2010年高考天津卷)要测量电压表V 1的内阻R V ，其量程为2 V ，内阻约2 k Ω.实验室提供的器材有：电流表 A ，量程0.6 A ，内阻约0.1 Ω；电压表V 2，量程5 V ，内阻约5 kΩ；定值电阻R 1，阻值30 Ω；定值电阻R 2，阻值3 kΩ；滑动变阻器R 3，最大阻值100 Ω，额定电流1.5 A ；电源E ，电动势6 V ，内阻约0.5 Ω；开关S 一个，导线若干．(1)有人拟将待测电压表V 1和电流表A 串联接入电压合适的测量电路中，测出V 1的电压和电流，再计算出R V .该方案实际上不可行，其最主要的原因是______________________________________________________________；(2)请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V 1内阻R V 的实验电路．要求测量尽量准确，实验须在同一电路中，且在不增减元件的条件下完成．试画出符合要求的实验电路图(图7－3－16中电源与开关已连好)，并标出所选元件的相应字母代号；图7－3－16(3)由上问写出V 1内阻R V 的表达式，说明式中各测量量的物理意义．解析：(1)若将电压表V 1和电流表A 串联接在电路中，由于通过电压表V 1的最大电流I m ＝22000 A ＝10－3A ，此时电流表A 的指针偏转角度很小，读数不准确，故不能将电压表V 1和电流表A 串联接在电路中进行测量．(2)因为被测电压表的内阻远大于滑动变阻器的总电阻，所以应采用分压电路．要使电压表V 2能测量的电压范围尽量大，应将电压表V 1的量程扩大至与电压表V 2的量程相当，需串联一个电阻，此时应有5＝2＋22000R ，解得R ＝3000 Ω，故定值电阻应选R 2. (3)电阻R 2上的电压UR 2＝U 2－U 1，通过电压表V 1的电流I ＝UR 2R 2＝U 2－U 1R 2，所以R V ＝U 1I ＝U 1R 2U 2－U 1，其中U 1表示V 1的电压，U 2表示V 1和R 2串联的总电压．答案：(1)电流表A 不能准确测量出流过电压表V 1的电流．(2)测量电压表V 1内阻R V 的实验电路如图所示：(3)R V ＝U 1R 2U 2－U 1.U 1表示V 1的电压，U 2表示V 1和R 2串联的总电压 8．(探究创新题)冬季和春季降水量小，广东沿海附近江河水位较低，涨潮时海水倒灌，出现所谓的“咸潮”现象，使沿海地区的城市自来水的离子浓度增高，水质受到影响．为了研究“咸潮”出现的规律，某同学设计了一个监测河水电阻率的实验．他在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极，如图7－3－17甲所示，两电极相距L ＝0.314 m ，其间充满待测的河水．安装前他用如图乙所示的游标卡尺测量玻璃管的内径，结果如图丙所示．他还选用了以下仪器：量程为15 V 、内阻约为300 kΩ的电压表，量程为300 μA、内阻约为50 Ω的电流表，最大阻值为1 kΩ的滑动变阻器，电动势E ＝12 V 、内阻r ＝6 Ω的电池组、开关各一个以及导线若干．图丁所示坐标系中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I 、电压U 的值．图7－3－17根据以上材料完成下列问题：(1)测量玻璃管的内径时，应用图乙所示的游标卡尺的A 、B 、C 三部分中的______部分与玻璃管内壁接触．(填代号)(2)由图丙可知，玻璃管的内径d ＝________mm.(3)待测河水的电阻率ρ为多大？(写出推导和计算过程，结果保留两位有效数字)(4)图戊所示的仪器部分已连线，请将其他部分连接成能测出图丁中数据的实物连接图．(5)开关闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至________端．解析：(1)测量爪A 是测量玻璃管内径的．(2)读数为：56 mm ＋6×0.1 mm＝56.6 mm.(3)在坐标纸中画出U －I 图像如图所示．算出水柱的电阻R ＝1.0×105 Ω(允许误差在10%以内) S ＝πd 24ρ＝RS L ＝R πd 24L＝8.0×102 Ω·m. (4)如图所示(5)闭合开关时应保证测量电路的电压为零，故滑动触头应滑至最左端(A 端)答案：见解析。
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2013年高考物理复习知能演练提升：第七章实验九1．下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法，其中既能减小偶然误差，又直观、简便的方法是( )
A．测出两组I、U的数据，代入方程组E＝U1＋I1r和E＝U2＋I2r，求出E、r
B．多测几组I、U的数据，求出几组E、r，最后分别求出其平均值
C．测出多组I、U的数据，画出U－I图像，再根据图像求出E、r
D．测出多组I、U的数据，分别求出I和U的平均值，用电压表测出断路时的路端电压即为电动势E，再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
解析：测出多组I、U的数据，画出U－I图像可消除某次测量不准造成的偶然误差，选C。
答案：C
2．在测一节干电池(电动势约为1.5 V，内阻约为2 Ω)的电动势和内阻的实验中，变阻器和电压表各有两个供选：
A．电压表量程为15 V；B.电压表量程为3 V。
A．变阻器为(0～20 Ω，3 A)；B变阻器为(0～500 Ω，0.2 A)。
电压表应该选______(选填“A”或“B”)，这是因为__________________。
变阻器应该选______(选填“A”或“B”)，这是因为__________________。
解析：电动势为1.5 V，而A电压表量程为15 V，若用A则很难精确读数，误差太大；B变阻器电阻太大而额定电流过小，调节不方便。
答案：B A电压表量程过大，读数误差较大 A B变阻器额定电流过小，调节不方便3．测量电源电动势和内电阻的器材如图实－9－11甲所示，请用实线表示导线，将图甲中器材连成实验用电路，实验时经测量得出的数据如下表。
为了减小误差，请选择适当的刻度，在图乙的方格纸上画出U－I图线。
利用图线可求出电源电动势和内电阻分别为__________、__________。
12345 6
I/A0.120.200.310.320.500.57
U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
图实－9－11
答案：
1．46 V 0.72 Ω
4．有一特殊电池，它的电动势约为9 V ，内阻约为40 Ω，已知该电池允许输出的最大电流为50 mA 。
为了测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用图实－9－12所示电路进行实验，图中电流表的内阻R A ＝5 Ω，R 为电阻箱，阻值范围0～999.9 Ω，R 0为定值电阻，对电源起保护作用。
(1)本实验中的R 0应选________(填字母)。
A ．10 Ω B ．50 Ω C ．150 Ω
D ．500 Ω
(2)该同学接入符合要求的R 0后，闭合开关S ，调整电阻箱的阻值，读取电流表的示数，记录多组数据，作出了如图实－9－13所示的图线，则根据图线可求得该电池的电动势为E ＝________ V ，内阻r ＝________ Ω。
图实－9－13
解析：(1)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电路中的电流不能超过50 mA ，即电路中电阻的最小值为180 Ω，除去电源内阻约为40 Ω和图中电流表的内阻R A ＝5 Ω，C 选项最为合适。
(2)原理：U 外＝E －Ir 推出I (R 0＋R )＝E －I (r ＋R A ) 变形得：1I
＝
R 0＋R E ＋r ＋R A
E
由图得：1E ＝斜率＝110得E ＝10 V ，由纵轴的截距＝5＝r ＋R A
E 推出r ＝45 Ω。
答案：(1)C (2)10 45
5．在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有如下器材： A ．干电池E (电动势约为1.5 V ，内电阻约为1 Ω) B ．电流表A(量程为0.6 A ，内阻约为0.1 Ω)
C．电流表G(满偏电流为3 mA，内阻R g＝10 Ω)
D．滑动变阻器R1(阻值范围0～20 Ω，额定电流2 A)
E．滑动变阻器R2(阻值范围0～200 Ω，额定电流1 A)
F．定值电阻R3＝990 Ω
G．开关和导线若干
(1)某同学为了完成实验，设计了如图实－9－14所示的甲、乙两种参考电路，其中合理的是________。
(填“甲”或“乙)
图实－9－14
(2)为了能方便准确地进行测量，其中应选择的滑动变阻器是______(填“R1”或“R2”)。
(3)如图丙所示，是某位同学根据他所设计的实验测得的六组数据在I1－I2坐标系上所描出的点(I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数)。
请你在图上画出图线，并由图线求出电池的电动势E＝________V，内电阻r＝________Ω。
解析：(1)本题应该用电流表G改装成电压表，电流表A用来测量回路中电流，因此合理的是图乙。
(2)滑动变阻器应选用阻值较小的便于调节，应选R1。
(3)连线如图所示。
图线与I 1轴的截距为1.48，则
E ＝1.48×10－3×(990＋10)V ＝1.48 V 。
电源内阻r ＝1.48－1.0
0.6 Ω＝0.80 Ω。
答案：(1)乙 (2)R 1 (3)图线见解析 1．48(1.47～1.49) 0.80(0.75～0.85)
6．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学设计了如图实－9－15所示的实物电路。
图实－9－15
(1)实验时，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 0＝10 Ω的定值电阻两端的电压U 。
下列两组
R 的取值方案中，比较合理的方案是________。
(选填“1”或“2”)
方案编号
电阻箱的阻值R /Ω
1 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 2
80.0
70.0
60.0
50.0
40.0
(3)根据实验数据描点，绘出的1U －R 图像是一条直线。
若直线的斜率为k ，在1
U
坐标轴
上的截距为b ，则该电源的电动势E ＝________，内阻r ＝________。
(用k 、b 和R 0表示)
解析：(1)电阻箱接入回路中的电阻越大，回路电流越小，起保护电源，防止烧坏电压表的作用。
(2)方案1中电阻箱接入电路的电阻太大，电压表示数太小，误差大小。
因此采用方案2。
(3)由闭合电路欧姆定律可知E R 0＋R ＋r ＝U R 0，1U ＝1ER 0R ＋R 0＋r ER 0，所以1ER 0＝k ，R 0＋r
ER 0
＝b ，
解之得：E ＝
1
kR 0
，r ＝b
k
－R 0。
1 kR0b
k
－R0
答案：(1)最大值(2)2 (3)。