某实验小组开展测量电源电动势和内阻的实验，使用的器材如下：待测电源E（电动势约为3V，内阻约为3）；毫安表mA（m）（量程0～2.5mA，内阻约为800）：微安表（量程0～500μA，内阻约为1000）；定值电阻；电阻箱R1（阻值0～999.9）电阻箱R2（阻值0～9999.9）；单刀双掷开关S；导线若干。由于微安表量程较小，且内阻未知，为达到实验目的，实验小组设计了如图（a）所示的电路图，请完成下列步骤：

1. 某实验小组开展测量电源电动势和内阻的实验，使用的器材如下：

待测电源E（电动势约为3V，内阻约为3 $\text{[math]}$ ）；

毫安表mA（m）（量程0～2.5mA，内阻约为800 $\text{[math]}$ ）：

微安表 $\text{[math]}$ （量程0～500μA，内阻约为1000 $\text{[math]}$ ）；

定值电阻 $\text{[math]}$ ；

电阻箱R₁（阻值0～999.9 $\text{[math]}$ ）

电阻箱R₂（阻值0～9999.9 $\text{[math]}$ ）；

单刀双掷开关S；

导线若干。

由于微安表量程较小，且内阻未知，为达到实验目的，实验小组设计了如图（a）所示的电路图，请完成下列步骤：

(1) 根据图（a），在答题卡上完成图（b）中的实物连线。

(2) 先将R₂的阻值调到最大，将单刀双掷开关S接到1，调节R₁和R₂为适当阻值，使微安表和毫安表均有明显的偏转，读出微安表的示数 $\text{[math]}$ 和毫安表的示数I₂ ，则微安表内阻可表示为 $\text{[math]}$ （用R₁、I₁和I₂表示）。保持R₁不变，多次调节R₂的阻值，测得多组数据，断开开关S。经数据处理后得到微安表的内阻 $\text{[math]}$ 。

(3) 现将微安表与 $\text{[math]}$ 并联的整体视为量程0～30mA的电流表，应将 $\text{[math]}$ 调为 $\text{[math]}$ 。保持 $\text{[math]}$ 的阻值不变，并用R_A表示该并联整体的电阻。

(4) 将R₂的阻值调到最大，开关S接到2，逐渐减小R₂的阻值，记下微安表相应的示数I，并求得干路中的电流 $\text{[math]}$ 。

(5) 重复步骤（4），得到多组数据，并以 $\text{[math]}$ 为纵坐标，R₂为横坐标，作 $\text{[math]}$ 的关系图线，得到图线斜率为k、纵轴的截距为b。通过以上实验，得到待测电源的电动势E和内阻r的表达式 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ （用k、b、 $\text{[math]}$ 、R_A表示）。

【考点】

电池电动势和内阻的测量;

【答案】

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实验探究题普通

1. 精确测量干电池电动势和内阻需要考虑电表内阻的影响。可用器材有：电压表（量程1.5V，内阻约为 $\text{[math]}$ ）、电流表（量程0.6A）、滑动变阻器、开关、干电池和导线若干。某小组开展了以下实验。

(1) 考虑电流表内阻影响

①用图1所示电路测量电流表的内阻。从图2电压表和电流表读数可得电流表内阻 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留2位有效数字）。

②用图3所示电路测量干电池电动势和内阻。电压表读数、电流表读数、干电池内阻和电流表内阻分别用U、I、r和 $\text{[math]}$ 表示．则干电池电动势 $\text{[math]}$ （用I、r和 $\text{[math]}$ 表示）．

③调节滑动变阻器测得多组电表读数，作出图4所示的 $\text{[math]}$ 图像。则待测干电池电动势 $\text{[math]}$ V（保留3位有效数字）、内阻 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留1位小数）。

(2) 考虑电压表内阻影响

该小组也尝试用图5所示电路测量电压表内阻，但发现实验无法完成。原因是____（单选，填正确答案标号）。

A. 电路设计会损坏仪器 B. 滑动变阻器接法错误 C. 电压太大无法读数 D. 电流太小无法读数

实验探究题普通

2. 用图甲所示的电路，测定某电源的电动势和内阻， $\text{[math]}$ 为电阻箱，阻值范围 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，电压表内阻对电路的影响可忽略不计．该同学连接好电路后，电阻箱阻值为 $\text{[math]}$ ，闭合开关 $\text{[math]}$ ，记下电压表读数为 $\text{[math]}$ 改变电阻箱接入电路的电阻值，读取电压表的示数．根据读取的多组数据，他画出了图丙所示的图象，图中虚线是图中曲线的渐近线．

$\text{[math]}$ 电路中 $\text{[math]}$ 的作用是
$\text{[math]}$ 请在图乙中，将实物图正确连接．
$\text{[math]}$ 根据该图象可及测得数据，求得该电池的电动势 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 保留两位有效数字 $\text{[math]}$ ．
$\text{[math]}$ 另一同学据测得数据得到如图丁所示，则电路可能存在的故障有

A. $\text{[math]}$ 断路 $\text{[math]}$ 短路 $\text{[math]}$ 断路 $\text{[math]}$ 短路．

实验探究题普通

3. 如图所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内总共有两个电学元件（一只定值电阻和一只半导体二极管），为了探明盒内元件的连接方式，小华同学用多用电表进行了如下探测：用多用电表欧姆挡进行测量，把红黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，测量结果如下表，

红表笔	A	B	B	C	A	C
黑表笔	B	A	C	B	C	A
阻值	有阻值	阻值同AB测量值	很大	很小	很大	略大于AB间电阻

(1) 在虚线框中画出黑箱内的电路结构图；

(2) 小华为了精确测量黑箱内二极管的正向电阻值和定值电阻阻值，又进行了如下实验：

将电源（电动势未知，内阻不计）、电阻箱、开关连接如图，将e、f按照正确方式与A、B相连，并在A、B之间再接入一个电压表，闭合开关，改变电阻箱R的大小，读出多组对应的电压表读数，记录为 $\text{[math]}$ ；

(3) 将e、f按照正确方式与A、C相连，电压表改接入A、C间，闭合开关，改变电阻箱R的大小，读出对应的电压表读数，记录为 $\text{[math]}$ ；

(4) 分别作出 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 图像，发现两图像均

直线，若直线纵截距分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ；斜率分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则电源电动势为，黑箱内定值电阻阻值为，二极管正向电阻值为。

实验探究题普通