1.如图1所示为氢原子的能级图.用光子能量为13.06
eV的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有 ( )
图1
A.6种 B.10种 C.12种 D.15种
[解析] 用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子,原子可以跃迁到n=5的能级,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有4+3+2+1=10种,B对.
[答案] B
5.(2013·安徽高考)根据闭合电路欧姆定律,用图7-5-10甲所示电路可以测定电池的电动势和内电阻.图中R0是定值电阻,通过改变R的阻值,测出R0两端的对应电压U12,对所得的实验数据进行处理,就可以实现测量目的.
根据实验数据在-R坐标系中描出坐标点,如图乙所示.已知R0=150 Ω,请完成以下数据分析和处理.
(1)图乙中电阻为________Ω的数据点应剔除;
(2)在坐标纸上画出-R的关系图线;
(3)图线的斜率是________(V-1·Ω-1),由此可得电池电动势Ex=________V
.
甲 乙
图7-5-10
[解析] 由闭合电路欧姆定律得Ex=U12+I(R+rx)
把I=代入上式得Ex=U12+(R+rx)
变形得=++R
从上式看出和R是线性关系,图象是直线,应剔除R=80.0 Ω的数据点.根据所描点画出的-R图线是直线(大多数点落在直线上),
如图2所示,图线的斜率k=.由图象取两点(0,0.71)和(180,1.51)得出k= V-1·Ω-1
≈4.44×10-3
V-1·Ω-1,Ex== V≈1.50 V.
[答案] (1)80.0 (2)见解析 (3)4.44×10-3 1.50
4.(2011·四川高考)为测量一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为9 V的电压表
A.量程为1 V、内阻大约为1 kΩ的电压表 ○V1
B.量程为2 V、内阻大约为2 kΩ的电压表 ○V2
C.量程为3 V,内阻大约为3 kΩ的电压表 ○V3
选电压表________串联________kΩ的电阻可以改装成量程为9 V的电压表.
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号 ○V1 、 ○V2 、 ○V3 与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图.
(3)根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50
V时,电阻箱的阻值为15.0 Ω;电压表示数为2.00
V时,电阻箱的阻值为40.0 Ω,则电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
[解析] (1)改装电压表需根据电压表内阻计算分压电阻的电阻值, ○V3 表的量程扩大3倍即为改装的电压表,故应选C,要将量程为3
V,内阻3 kΩ的电压表改装为量程为9
V的电压表,串联分压电阻的阻值为R==6
000 Ω=6 kΩ.
(2)电路原理图如图所示.
(3)根据闭合电路欧姆定律知
E=3U+·r
将U1=1.50 V,R′1=15.0 Ω及U2=2.00 V,
R′2=40.0
Ω分别代入上式联立解方程组得E=7.5
V,r=10.0
Ω.
[答案] (1)C 6 (2)如图所示 (3)7.5 10.0
3.用电压表、电流表测量电源的电动势和内阻实验.采用的是下列________电路图.
[解析] 测定电源的电动势及内电阻的实验中,原理是闭合电路的欧姆定律,电压表要测量路端电压,电流表要测电路中的总电流,所以A、B项错误;为了使内电阻测量准确,电流表要采用内接法,所以C项错误,D项正确.
[答案] D
B组 高考题组
2.用电流表和电压表测电源的电动势和内阻.
(1)画出实验电路图.(电源内阻很小)
(2)如图7-5-9所示是根据两个电源的测量数据绘制的图线.由图可知:图线与U轴的交点表示________,电源I的内阻________(填“大于”、“等于”或“小于”)电源Ⅱ的内阻.
(3)图中两直线Ⅰ、Ⅱ的交点表示两个电路中________相等.
图7-5-9
[解析] (1)如图所示
(2)纵轴截距表示电源的电动势,直线斜率的绝对值表示电源内阻,图线Ⅱ比图线Ⅰ陡一些,故电源Ⅰ的内阻小于电源Ⅱ的内阻.
(3)Ⅰ、Ⅱ的交点表示外电路电压、电流都相同,说明外电路的电阻、消耗的电功率相同.
[答案] 见解析
1. (多选)如图7-5-8所示是根据某次实验记录的数据画出的U-I图线,关于此图线,下列的说法中正确的是( )
A.纵轴的截距表示电源的电动势,即E=3.0 V
B.横轴的截距表示电源的短路电流,即I短=0.6 A
C.电源的内阻r=5 Ω
D.电源的内阻r=1.0 Ω
图7-5-8
[解析] U-I图线纵轴截距一定是电源电动势,A正确.由于纵轴起点不是从零开始,故短路电流不是0.6 A,内阻r= Ω=1.0 Ω.故B、C错误,D正确.
[答案] AD
3.若U-I图线纵轴刻度不是从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,电源的内阻不能用r=确定.应根据r=||确定.
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实验电路的设计和数据处理 |
(2013·浙江高考)采用如图7-5-3所示的电路“测定电池的电动势和内阻”.
图7-5-3
(1)除了选用图7-5-4中的部分器材外,________(填选项).
图7-5-4
A.还需要电压表 B.还需要电流表
C.还需要学生电源 D.不再需要其他器材
(2)测量所得数据如下:
测量次数 物理量 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
R/Ω |
1.2 |
1.0 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
I/A |
0.60 |
0.70 |
0.80 |
0.89 |
1.00 |
1.20 |
U/V |
0.90 |
0.78 |
0.74 |
0.67 |
0.62 |
0.43 |
用作图法求得电池的内阻r=________;
(3)根据第5次所测得的实验数据,求得电流表内阻RA=________.
[解析] (1)选A,照片中已有电流表、电阻箱和干电池,还缺少电压表.
(2)作出UI图象,由图象斜率可求得r=(0.75±0.10)Ω.
(3)由欧姆定律得:R+RA=,得RA=-R=0.22 Ω.
[答案] (1)A (2)(0.75±0.10) Ω (3)0.22 Ω
(1)本实验中用电阻箱代替滑动变阻器,从电路设计方面有一定的变化.
(2)用U-I图象处理实验数据,为了准确得出实验结果,纵轴坐标原点一般不是以“O”开始,因此图象和横轴的交点也不是短路电流.故应利用r=求内阻.
(3)本题求电流表内阻是一项创新设计、要注意观察连结方式和各物理量的关系.
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电路的连结和图象分析方法 |
(2012·福建高考)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.
(1)先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图7-5-5,其示数为______V.
图7-5-5
(2)然后,用电压表○V 、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势.
①根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路.
图7-5-6
②闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读
出电压表○V 相应示数U.该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的与的值.
请用表中数据在图7-5-7所示的坐标纸上描点,并作出-图线.
图7-5-7
R(Ω) |
166.7 |
71.4 |
50.0 |
33.3 |
25.0 |
20.0 |
U(V) |
8.3 |
5.9 |
4.8 |
4.2 |
3.2 |
2.9 |
(×10-2Ω-1) |
0.60 |
1.40 |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
(V-1) |
0.12 |
0.17 |
0.21 |
0.24 |
0.31 |
0.35 |
③从图线中可求得E=________V.
[解析] (1)读出示数为9.4 V.
(2)①连线如图所示.
②作图线如图所示
③由闭合电路欧姆定律得E=U+(r+R0)
变形得=+·,从上式看出在-图象中,纵轴的截距即为,由图象得出截距为0.1,所以E=10.0 V(9.5 V~11.1 V内均正确).
[答案] 见解析
利用图象解答电学实验问题
电学实验问题经常应用图象处理实验数据,如小灯泡的伏安特性曲线,闭合电路的路端电压随电流的变化图象等,这些图象又有很多变化,为本题中的-图象,解答此类问题应按以下步骤:
(1)在坐标纸上建立坐标系,在坐标轴上标上合适的刻度.
(2)根据实验数据描点,并连续画出一定规律的图象(直线或曲线).
(3)根据基本公式推导与图象对应的函数关系式、分析图象的斜率、截距、面积等表达的物理意义,得出相应的答案.
A组 双基题组
2.要测出不少于6组的(I,U)数据,且变化范围要大些,然后用方程组求解,并求平均值.
1.为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用已使用过一段时间的干电池).
4.作图法数据处理:如图7-5-2所示.
图7-5-2
(1)图线与纵轴交点为E.
(2)图线与横轴交点为I短=.
(3)图线斜率的绝对值表示r=||.
实验器材
电池(被测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸、刻度尺、铅笔等.
注意事项
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