《2025年高考帮高中物理》

3.[数据处理 + 电路设计/2021 湖南]某实验小组需测定电池的电动势和内阻,器材有:一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为 $R_{0}$)、一个电流表(内阻为 $R_{A}$)、一根均匀电阻丝(电阻丝的总阻值大于 $R_{0}$,并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干. 由于缺少刻度尺,无法测量电阻丝的长度,但发现桌上有一个圆形时钟表盘. 某同学提出将电阻丝绕在该表盘上,利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度. 主要实验步骤如下:
(1)将器材按如图甲所示连接.

(2)开关闭合前,金属夹应夹在电阻丝的______端(选填“$a$”或“$b$”).
(3)改变金属夹的位置,闭合开关,记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角 $\theta$ 和电流表的示数 $I$,得到多组数据.
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图,所得图像如图乙所示,图线斜率为 $k$,纵轴截距为 $d$,设单位角度对应的电阻丝的阻值为 $r_{0}$,该电池的电动势和内阻可表示为 $E =$______, $r =$______.(用 $R_{0}、R_{A}、k、d、r_{0}$ 表示)
(5)为进一步确定结果,还需要测量单位角度对应的电阻丝的阻值 $r_{0}$. 利用现有器材设计实验,在图丙的方框中画出实验电路图(电阻丝用滑动变阻器符号表示).
(6)利用测出的 $r_{0}$,可得该电池的电动势和内阻.

答案：
(1) 如图所示
(2)$\frac{a}{c}$ a b - a
(3) 等于 大于 等于

答案：

2.实验器材
电池、[7]、[8]、开关、导线、坐标纸和刻度尺.

答案： 　[7]电流表　[8]电阻箱　

3.数据处理
(1)计算法
由$\begin{cases}E = U_{1}+\frac{U_{1}}{R_{1}}r\\E = U_{2}+\frac{U_{2}}{R_{2}}r\end{cases}$解方程组求得 $E、r$.

答案：

4.误差分析
(1)误差来源:电压表有内阻,干路电流的表达式不准确,导致电动势的测量不准确.
(2)结论:$E_{测}＜E_{真}$,$r_{测}＜r_{真}$.
高考帮·研透高考 明确方向

答案：