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    9．为了测定某迭层电池的电动势（约20-22V）和内电阻（小于2），需要把一个量程为10V的直流电压表接一个固定电阻（用电阻箱代替），改装量程为30V的电压表，然后用伏安法则电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：
    （1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空．
    第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端
    第二步：把电阻箱阻值调到0
    第三步：变化开关
    第四步：把滑动变阻器滑动片调到适应位置，使电压表读数为9V
    第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为V
    第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，搬去其他线路，即得量程为30V的电压表
    （2）上述实验可供选择的器材有：
    A．叠层电池（电动势约20～22V，内阻小于2Ω）
    B．电压表（量程为10V，内阻约10kΩ）
    C．电阻箱（阻值范围0～9999Ω，额定功率小于10W）
    D．电阻箱（阻值范围0～99999Ω，额定功率小于10W）
    E．滑动变阻器（阻值为0～20Ω，额定电流2A）
    F．滑动变阻器（阻值为0～2kΩ，额定电流0.2A）
    电阻箱应选D，滑动变阻器应选E（用大写母表示）．
    （3）用扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），方法采用伏安法，测量电源电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图象如图乙所示．可知电池电动势为21.3V，内电阻为1.75Ω．

    分析 （1）根据串联电路的特点，可确定出电阻箱的电阻与电压表内阻的关系，选择电阻箱的规格．在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的．
    （2）由于电压表的表盘没变，改装后的电压表的读数应为电压表读数的3倍．U-I图线纵轴截距的3倍表示电动势，斜率的3倍大小等于电池的内阻．

    解答 解：（1）电压表的量程为10V，内阻约为10kΩ，要改装成30V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为2×10kΩ=20000Ω．故电阻箱应选电阻箱D（阻值范围0～99999Ω，额定功率小于10W）．在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E．
    （2）由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=7.1V，则电源的电动势为E=3×7.1=21.3V，内阻为r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{21.3-5.0×3}{3.5}$=1.75Ω．
    故答案为：（1）D；E；（2）21.3；1.75．

    点评 本题涉及电表的改装，其原理是串联电路的特点．伏安法测量电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，要注意路端电压应为改装后电压表的读数．

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．

    （1）实验需用螺旋测微器测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=1.702 mm
    （2）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），砝码盘和砝码的质量为m，已知重力加速度为g，则对该小车，实验要验证的表达式是C
    A．mgs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2            
    B．（m-m0）gs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2 
    C．（F-m0g）s=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2
    D．Fs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的点电荷仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知下列说法错误的是（　　）
    A．三个等势面中，c的电势最高
    B．该点电荷通过P点时的电势能较Q点小
    C．该点电荷通过P点时的动能较Q点小
    D．该点电荷通过P点时的加速度较Q点大

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
    A．电视机B．电热杯C．电风扇D．电脑

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．

    （1）实验需用螺旋测微器测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=1.702 mm
    （2）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），砝码盘和砝码的质量为m，已知重力加速度为g，则对该小车，实验要验证的表达式是C
    A．mgs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2            B．（m-m0）gs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2
    C．（F-m0g）s=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2      D．Fs=$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{2}}$）2-$\frac{1}{2}$M（$\frac{d}{{t}_{1}}$）2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    14．在“研究匀变速直线运动”的实验中：
    （1）用打点计时器测速度的实验中，使用的打点计时器有两种，一种是电火花计时器，另一种是电磁打点计时器，其中电火花计时器工作电压是220V交流电压，当电源的频率是50Hz时，每隔0.02s打一个点．
    （2）除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有ACF．（多选，填选项代号，错选、漏选均不得分）
    A．电压合适的50Hz交流电源  　B．电压可调的直流电源  　C．刻度尺     D．秒表　     E．天平     　F．重锤
    （3）实验过程中，下列做法正确的是AD．（错选漏选均不得分）
    A．先接通电源，再使纸带运动
    B．先使纸带运动，再接通电源
    C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
    D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
    （4）实验中，得到如图所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，分别标上计数点0、1、2、3、4…，相邻计数点之间还有四个点未画出，量得0与1两点间的距离x1=4.00cm，1与2两点间的距离x2=6.00cm，2与3两点间的距离x3=8.00cm．则打下测量点2时小车的速度大小为0.7m/s，打下0点时小车的速度大小为0.3m/s，小车的加速度大小为2.0m/s2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    1．电火花计时器和电磁打点计时器是测量时间的仪器，都必须使用交流（填交流或直流）电源，其中电火花计时器的工作电压是220V．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．如图所示，两个完全相同且相互绝缘、正交的金属环，可沿轴线OO′自由转动，现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现（　　）
    A．A环、B环均不转动
    B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动
    C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动
    D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．在如图所示的电路中，电源的电动势E=3V，内阻r=1Ω，电流表满偏电流为10mA，电流表内阻为7Ω，A，B为接线柱．
    （1）用一条导线把A，B直接连接起来，此时，应把可变电阻R1调节为多少才能使电流表恰好达到满偏？
    （2）调至满偏后保持R1阻值不变，在A，B间接入一个电阻R2=300Ω，电流表指针指着多少刻度的位置？
    （3）如果把任意电阻R接在A，B间，电流表读数I与R的值有什么关系？
    （4）其实，这就是欧姆表的原理，请在如图所示的电流表表盘上选三个位置，对应标出电阻值．通过所标数据可以得到哪些信息？

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