开心就好32777468
范文一：对电源外特性曲线的讨论
【摘要】 电源的外特性曲线是在电源的电动势和内阻r一定的条件下，通过改变外电路的电阻R使路端电压U随电流I变化的图线，遵循闭合电路欧姆定律。
【关键词】 电源；外特性曲线；图象；物理意义
1 外特性曲线图象
1.1 图象的函数表达：U=E-Ir
它表示路端电压U随电流I变化的图象。其图象如（图1）。
路端电压U随外电阻R变化的规律演示实验,图3所示电路，
4节1号电池和1个10Ω的定值电阻串联组成电源（因为通常电源内阻很小，U的变化也很小，现象不明显）移动滑动变阻器的滑动片，观察电流表和电压表的示数是如何随R变化？
从实验出发，随着电阻R的增大，电流I逐渐减小，路端电压U逐渐增大．大家能用闭合电路的欧姆定律来解释这个实验现象吗？
学生：因为R变大，闭合电路的总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，I=ε/（R+r），电路中的总电流减小，又因为U=ε-Ir，则路端电压增大．
教师：正确．我们得出结论，路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小．一般认为电动势和内电阻在短时间内是不变的，初中我们认为电路两端电压是不变的，应该是有条件的，当R→无穷大时，r/R→0，外电路可视为断路，I→0，根据U=ε-Ir，则U=ε，即当外电路断开时，用电压表直接测量电源两极电压，数值等于电源的电动势；当R减小为0时，电路可视为短路，I=ε/r为短路电流，路端电压U=0．
路端电压随外电阻增大而增大，随外电阻减小而减小．断路时，R→∞，r/R→0，R=ε ；短路时，R=0，U=0．
1.2 图象的物理意义：
电源的外特性曲线是在电源电动势ε和内阻r一定的条件下，通过改变外电阻R使路端电压U随电流I变化的图线，由闭合电路欧姆定律可得U=ε-Ir，图线与纵轴的截距表示电动势ε，直线斜率的绝对值表示内阻r，如图所示。另外对此图线要注意以下几点：
（1）、在纵轴上的截距表示电源的电动势E
（2）、在横轴上的截距表示电源的短路电流I短
若纵轴上的取值不从零开始取，则该截距不表示短路电流，图象的斜率的绝对值仍表示电源的内阻r=|△U/△I|
（3）图中阴影部分面积表示电源的输出功率，且当U=E/2时，输出功率P最大。
（4）图中面积ODAE表示电源的总功率，面积ABCE表示电源内部的功率，而面积ODBC与面积ODAE的比值即为电源的效率。
例1如图所示，图线a是某电源的外特性曲线，图线b是电阻R的伏安特性曲线，用这个电源和2个电阻R串联构成闭合电路，试求电源的输出功率。
解析：从图中电源的外特性曲线a可知，该电源的电动势ε=6V，内阻r=I△U△II=63 Ω=2 Ω从电阻R的伏安特性曲线b可知R=41 Ω=4 Ω
用2个电阻R串联构成闭合电路时，电路中电流I=ε2R+r=62×4+2A=0.6A，路端电压U=1×2R=4.8V，所以电源的输出功率P=UI=4.8×0.6W=2.88W。
例2、如图2所示为某一电源的外特性曲线，由图可知，该电源的电动势为 V，内阻为
Ω，外电路短路时通过的电流强度为
A。
解析：图线在纵轴上的截距2V为电源电动势，图线斜率的绝对值r=|△U/△I|=|（1.8-2.0）/0.5|=0.4Ω为电源的内阻。短路电流I短=E/r=2/0.4=5（A）
2 外特性曲线延长线的物理意义
在图5中，电源外特性曲线AB，它位于第一象限，
(1)、线段AB的一个端点A，它表示外电阻为0时，短路电流最大，路端电压为0；
（2）、而线段AB的另一个端点B则表示了开路电压。
（3）、当电源内阻r小于0时，线段AB则成为平行于横轴的直线。如图5中与横坐标平行的虚线所示。
1）当AB延长线在第Ⅱ象限时，电流为负，路端电压U随电流I的负增长而增大。
（1）、电流为负，表示电流的方向与图4中所标的方向相反。在图4中外电路只接一只电阻，电流从电源正极出发，此时电源给外电路提供电能，电源放电。
（2）、电源不仅可放电，也可以充电。如手机电池，汽车电瓶都可以充电。充电时，外电路接的是电源，如图6所示当略去电源上的内阻，
电流I=（ε-E）/（R+r）电源ε的路端电压U=ε-Ir。
①、当ε ②、若E一定，外电路的电阻R增大，充电电流变小，路端电压U降低（注意此时I仍为负）。
③、当ε>E时，I仍为E，电源ε仍放电，U-I曲线仍在第一象限。
2）、当延长线在第四象限，如图7 在电源ε两端接一只电阻R，再接一个电源E，两个电源同时供电.
则I=（E+ε）/（R+r），U=ε-Ir=（Rε-rE）/（R+r）可见，
（1）、当Rε ①若R一定，随着外接电源的电动势E的升高，电流增大，电源ε的路端电压U负得越高（电压为负，表示电压极性与图6所标的参考极性相反）；
②若E一定，外电路电阻R越大，电流越小，路端电压负得越低。
（2）、当Rε〉rE时，I，U仍为正，U-I曲线仍在第一象限。
综上所述：所讨论的电源外接电阻时该电源放电；外接电源时所讨论的电源可充电也可放电。不管外接电路是电阻还是电源，则电源的路端电压U-I曲线为一条直线。
①、外接纯电阻R时，U-I曲线在第?象限，随R改变，U随I的增大而减小，电源放电；
②、外接一电源和电阻时，U-I曲线在第Ⅱ象限，所讨论的电源被充电，路端电压U随充电电流I增大而升高。
③、外接一电源和电阻，两电源同时供电，U-I曲线在第四象限，则所研究的电源的路端电压可能为负。3 电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线
(1)联系：他们都是电压和电流的关系图线。
(2) 区别：它们存在的前提不同，遵循的物理规律不同，反映的物理意义不同。
(a) 电源的外特性曲线是在电源的电动势和内阻r一定的条件下，通过改变外电路的电阻R使路端电压U随电流I变化的图线，遵循闭合电路欧姆定律。
U=E－Ir.图线与纵轴的截距表示电动势E．斜率的绝对值表示内阻r。
(b)导体的伏安特性曲线是在给定导体(电阻R)的条件下，通过改变加在导体两端的电压而得到的电流I随电压U变化的图线，遵循(部分电路)欧姆定律．I=U/R，图线斜率的倒数值表示导体的电阻R．
收稿日期：2008-03-01
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
范文二：特殊弧焊电源外特性对焊接飞溅的控制
特殊弧焊电源外特性对焊接飞溅的控制
WeldingTechnologyVol29No.6Dec.2000焊接材料与设备?21
文章编号:1?2_025x(2000】06—00021—04
特殊弧焊
2/,
电源外特性对焊接飞溅控
壁—,墼苎璺何树治
1.青岛化工学院.山东青岛266045;2.吉林工业大学,吉林长春
1300251丁牛斗冲r/
的良好焊徭性能.一
TG43
;
4
他;蝴删船耙千吨中圈分类号:文献标识码:Br一I
1引言
焊接飞溅直接影响着焊接过程的稳定性和焊接质
量,是弧焊电源中较难解决的问题之一,尤其对于那
些要求电弧穿透力较强的焊接电源,飞溅问题更为突
出”.以往从电源方面考虑减少飞溅的措施通常是
以牺牲强电弧力为代价的1.
本文着重研究两种特殊焊接电源利用外特性曲
线形状变成控制焊接飞溅的效果,以及由此对焊机
其它性能产生的影响.利用新颖的飞溅声波动态跟
踪法和独特的飞_溅颗粒分类法,研究不同控制手段
对飞溅的动态控制程度在此基础上,探讨当采用
焊接工艺性较差的碱性焊条焊接并处于强电弧力的
条件下,通过合理构造焊接电源外特性曲线和电源
动特性,在保持强电弧力特性的同时有效控制焊接
飞溅的可能性.
2试验条件
2.1试验材料及设备
,b4mmJ507碱性低氢型焊条.标准试板:200
mm×80mm×10rnm低碳钢板.
使用自制高性能ZX5—400BXY型可控硅弧焊机.
该机变结构自适应控制全集成电路三相桥全控式电路
结构为吉林工业大学专利技术(专利号:
88207384.2).由于电路采用了比较理想的电流负反
馈无惯性环节控制系统,同时具有高稳定性131,因
而具备优良的可塑性,能够模拟出十族典型的电源外
特性,并能通过调节控制电路,在较大范围内改变焊
机的动特性.
使用自制高灵敏度声波信号接受器,跟踪并提取
焊接飞溅声波信号;LZ3a一300型xY函数记录仪,
测定电源的外特性曲线.SC16XY型光线记录示渡
器.记录动态焊接电流,电压和焊接飞溅声波波形
收稿日期:2000.04—11
22试验7s法
2.2.1焊接飞溅试验
在标准焊接规范,=175A,U=25V)下,采用
不同外特性电源在标准试板上以匀速直线形式堆焊,
熔化相同长度的焊条,每个试验重复三次.取飞溅率
最大的一次作为试验结果.
焊接过程中用光线记录示波器同步记录焊接电
流,电压和飞溅声波波形.其中,飞溅声波纵坐标以
最大焊接飞溅声波统计值为最大刻度值(10),以静态
为最小刻度值(O).
焊后在特制焊筒内搜集全部飞溅及焊渣.经研磨
用磁力法将焊接飞溅和焊渣分离.最后使用标准箩筛
对飞溅进行颗粒分类.
2.2.2飞溅率测定方法
飞溅率测量目前尚无统一标准.综合几种飞溅测
量方法的特点.同时考虑到试验测量所用天平的误
差,设计了飞溅率测定方法:
=厕×00%一平均焊条芯质量一焊后剩芯质量
经过计算,该测量方法所产生的相对误差随熔化
焊芯质量的增加而逐渐减小.当焊条熔化长度为340
1I|211(熔化焊芯质量3302g)时,所得飞溅率的相对误
差不会超过l36%该测量精度基本能满足本试验
要求.
焊接飞溅试验规定:焊接过程中,每根焊条的熔
化长度应?340mm
3结果与讨论
对常规外特性电源所进行的研究结果表明:焊接
电流直接控制着飞溅的生成.高拐点焊接电源为了获
得强电弧力,要求平缓的高拐点外拖(即缓降外特
性).但随着电弧力的增强,同时也明显增大了短路
电流.从而导致焊接飞溅明显增加.为了解决这一问
22-焊接材料与设备焊接技l术2000年12月第29卷第6期
题,新型焊接电源中出现了”外拖截断”和”外拖回
拐”两种特殊形式的外特性曲线,用以解决强电弧力
下的大飞溅闻题.以下主要讨论这两种特殊外特性曲
线对飞溅控制的效果以及有效控制飞溅的新方法.
3.1外拖截断型外特性曲线对飞溅的影响
强电弧力焊接电源外特性曲线的特点决定了它在
获得较强的燃弧期电弧自调解能力(强电弧力)的同
时,明显地增加了短路电流,从而导致飞溅明显增
大.如果能截断外特性曲线中过大的外拖短路电流而
保持曲线的其它部份不变,那么就能够在获得强电弧
力特性的同时减小飞溅.外拖截断型外特性曲线(图
1)就是基于这一思想设计的.
这种电源的外拖截断特性主要通过限制l5v以
下的短路电流,达到既不影响电源的强电弧力特性又
能控制飞溅的目的.图2显示了在标准焊接规范下,
外拖截断量对飞溅(以其颗粒尺寸分类)的影响.外拖
截断量0l0O稻,gfX’t应的静态短路电流为:焊机最
大输出电流400A,电压l5v所对应的焊接电流.
舔国
u’u…
外拖截断量/%
田3外拖麓断?对鼍大短路峰值电藏的孵响
从焊接过程波形图4中可以看到,仍存在着个别
由于失控造成的较大短路冲击电流.对应的飞溅声波
图显示该处较高的波幅和较长持续时间,表明此处正
产生大颗粒飞溅.分析造成外拖电流截断失控的原
因,主要是焊接过程中可控硅一旦导通,即使焊接电
流达到控制给定值,控制电路发出截断信号,可控硅
也无法立即响应(供电电源为50Hz时,失控时间最
长可达9ms),只有当焊接电流过零点时才能关断,
从而造成电流失控.这是可控硅的半控特性所决定
的.当焊接电流上升速度很快时,失控上冲情况将会
比较严重.因此,利用外拖截断特性控制飞溅的方法
虽然有效,但是控制程度有限.
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盅
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圈4鼍大外拖糠断量(IO0%)时的焊接过程波形圈
3.2外拖回拐型外特性曲线对飞溅的影响
通常认为较大的短路爆断电流是飞溅增加的主要
原因.外拖截断特性对短路爆断电流的控制程度由于
受燃弧期峰值电流制约而受到限制.外拖回拐特性电
流则解除了这种限制.
该电源的典型外特性曲线如图5所示.其工作特
点是:燃弧期外特性与常规强电弧力电源完全相同;
进A短路期后,考虑到大的短路电流对熔滴过渡的促
进作用,及3ms以内的短路过渡一般均为非过渡型
短路.,不会伴随产生大颗粒飞溅的副作用.因
此,进入短路期的最初3m8电源仍保持常规特性;
经过约3ms的延时,控制电路发生瞬时切换,将短
路电流迅速下拉至设定值井保持该状态至短路桥爆断
为止.
飞溅试验是在标准焊接规范下,将外拖量旋至
100%,然后改变回拐量(回拐量0,100%所对应的
静态回拐短路电流为:焊机最大输出电流400,40
A),测试其对飞溅的影响,结果如图6所示.
30
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Ol?2o030005010t?
I/A回拐量/%
图5膏拐点外拖回拐型田6卦拖回拐?与飞港率的关囊
I草接电谭
试验结果表明,回拐量对飞溅的控制作用相当明
显.当回拐量为25%(I=200A)时,飞溅率降到
啬
WeldingTechnologyV29No6Dec.2t)00焊接材料与设备-23
2%.1.8mm以上的大颗粒飞溅只出现2—3粒;当
回拐量为50%(I:175A)时,飞溅率已降到2%以
下,均为小于1IX|hi的细颗粒飞溅;此后再增加回拐
量,飞溅率基本不再继续降低;当回拐量接近100%
(1《=40A)时,开始出现明显的粘条现象而使电弧
不稳,飞溅率略有回升.
飞溅声波图7显示,燃弧期飞溅声波随着临近短
路逐渐增大的特性依然存在,并且只产生细颗粒飞
溅;燃弧期的瞬时非过渡型短路冲击电流仍时有发
生,但出现几率明显减少,为高速小颗粒飞溅;短路
期的变化比较明显,由于外拖回拐控制电路的作用使
短路桥爆断电流急剧下降(甚至明显低于燃弧期电
流),该时刻通常出现的上冲声波峰值消失,甚至使
该时刻的飞溅声波小于燃弧期声波显然该时刻通常
产生的大颗粒飞溅已经完全得到抑制
?30.
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z.a
翟
0020{ua01
E/s
围7外拖回拐(帅%)特性电踩焊接过程波形囤
外拖回拐特性电源具有在保持燃弧特性的情况
下,任意改变短路电流的特性.利用这一特点,可以
通过有效排除短路太颗粒飞溅来测量燃弧期飞溅情
况.研究结果表明:采用适当的外拖回拐量后,无论
在强,弱焊接规范下,此时焊接过程中仅产生1nm
以下的小颗粒飞溅,因而直接证明了”燃弧期和瞬时
短路只产生小颗粒飞溅”这一由飞溅声波图和其它间
接方法得出的推论.
研究还表明,焊接中1mm以下小颗粒飞溅主要
是由燃弧期熔滴和熔池金属熔化沸腾产生的.其主要
特点是,这部分飞溅虽然随焊接电流和焊接电源特性
的改变而波动,但变化非常有限,为金属熔化沸腾过
程中产生正常的固有飞溅”.因此,这种小颗粒飞
溅决定并限定了各种飞溅控制方法对飞溅的最大控制
程度.
3.3低飞溅率强电弧力高性能焊接电源的设计
外拖截断电路从外特性曲线构造上看,是一种较
为简洁而理想控制强电弧力电源焊接飞溅的控制电
路.但短路失控上冲电流的存在,影响了它对飞溅控
制的实际效果.如果找到一种抑制过太短路失控电流
的方法,就有可能使外拖截断电路达到理想控制飞溅
的目的.
焊接过程实际上是一个动态过程,纯比例反馈放
大电路虽能使具有垂直陡降特性的焊机动特性近似理
想状态,但当电源带有外拖特性时,较快的电流上升
速度使动态焊接电流难以被有效地控制在可控硅电源
静特性所规定的理想范围内,因而对飞溅控制的效果
不像人们预想得那么理想.如果从动态方面考虑适当
控制短路电流上升速度,实现无过大短路冲击电流的
缓冲过渡,就有可能塑造出低飞溅率,强电弧力的高
性能焊机.基于上述分析,在原焊机的外拖控制电路
中加入缓冲电路,通过改变缓冲量控制电流的上升速
度来确定它对失控电流的抑制效果试验结果如图8
所示.
试验结果表明,缓冲电路对外拖电源的飞溅有明
显抑制作用焊接波形图显示,缓冲为0.O1s时短
路电流峰值比较均匀,失控现象已得到有效抑制此
时飞溅率较高是由于过大的外拖电流造成的,可以由
外拖截断控制功能解决.
综合考虑抑制失控电流和保证焊机良好的动特性
两方面因素,缓冲量以0.O1s为宜.适当加入缓冲
(0.O1s)后,外拖截断量对飞溅的控制立刻变得十分
有效,如图9所示.
30
\20
《
围B缓冲对高拐点外拖(100%)图9缓冲?为0.01s时不同外
电矩飞蔼辜的黟响拖截断?对飞滩章的影响
研究表明,当外拖截断量为50%时,飞溅率为
2.42%,飞溅被抑制在较低水平;外拖截断量为
100%时,飞溅率为1.97%,只有两粒尺寸大于1
nlli|的飞溅,其余为直径1mm以下的小颗粒飞溅.
由截断量为50%的波形图(见图10)可以看到,在保
持燃弧期强电弧力特性的同时,短路电流已经被控制
得很小且峰值均匀飞溅声控结果与前述类同.
30
P20
:
器0n
燃1O
忸5
.
图10带n01s缳冲的外拖截断(50%)电谭焊接过程波形围
4结论
(1)焊接电源利用外拖回拐特性能够有效控制焊
24-焊接材料与设备焊接技术2000年12月第29卷第6期
文章缩号:l002~25X(2000)~-0024—02?
Cu.Si.Mn合金钎料在真空下的钎焊性一
.
,11o)(天津市瘅磊而,,丫
摘要:目前不镑钢真空钎坪中常用的无氧铜钎料存在,It蝽点较高,在钎焊温度下易蒸发的缺点.本史介绍丁一种低蝽的c…SiMn
fI
美量词:兰盟,生生垒堑芝;:E堑塑主耋竺f特性
中田分类号:TG4252文献标识码:B
用作真空钎焊的钎料,通常有Au基钎料,Ag基
钎料,Ni基钎料以及无氧铜钎料.无氧铜成本低,
在非高温,非腐蚀工作条件下,真空钎焊钢制零件中
得到广泛应用.但是,无氧铜的熔点较高,且在钎焊
温度下Cu易蒸发.为了克服上述不足,对Cu.Si.Mn
台金进行真空条件下的钎焊性试验,以寻求一种用于
真空钎焊的新型Cu基钎料.
1钎焊性分析
Cu-Si—Mn台金的化学成分为:m(si)(5%,
(Mn)%,余量Cu;其熔点为980?(液相线).
由Cu.Si状态图可以看出,Cu中加入si,可降
低熔点,并且形成d固溶体,为固溶体强化元素.
当(si)2%时,室温下组织中将会出现部分+
的共析组织.由Cu—Mn状态图可以看出,Mn能与
Cu无限固溶,Cu中加入Mn亦能起到降低熔点及强
化固溶体的作用.因此,该Cu—Si.Mn钎料将具有较
好的综台力学性能.
Cu对钢具有良好的润湿性,Mn可与Fe形成固
收稿日期:200~6—22
俏
溶体,Cu中加入Mn也有利于对钢的润湿性,故
cu_Si—Mn钎料对钢将具有良好的润湿性.
钎料中诸元素在不同真空度条件下发生显着蒸发
的温度见表1.
表1不同真空度条件下发生显着蒸发的温度
坩
———竺J卫———
/l332ll332Pa
Cu1083Jl035946
Mtl1244l7917l7
sil410I1l16l1C324
当温度加热到无氧铜钎料的熔化温度1083?
时,在表1所示真空度条件下,Cu将显着蒸发同
样,当温度加热到Cu.Si—Mn钎料的熔化温度980?
时,在表1所示真空度条件下,Cu和si不发生显着
的蒸发,只是Mn会发生显着的蒸发,但由于台金中
m(Mn)%,因而钎料金属的总蒸发量是少的.
2钎焊性试验
钎焊性试验的方法很多,在外选择典型的漫流性
接飞溅.过大的回拐量会明显影响熔滴短路过渡的连
续性,从而影响电弧的稳定.
(2)焊接电源利用外拖截断特性能够控制焊接飞
溅,但由于半控性的可控硅存在失控电流问题,飞溅
控制效果有限.
(3)外拖控制中加入缓冲电路可以有效控制过大
的失控电流.过大的缓冲不会进一步改善焊机性能,
相反会破坏焊机动特性.缓冲量的调整以控制各短路
电流峰值基本相同为宜.
(4)带有适当缓冲量的外拖截断特性电源,可以
在保持强电弧力特性的同时.有效地控制焊接飞溅,
构造出焊接性能优异的强电弧力,低飞溅率可控硅弧
焊电源.
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文集fc】.1990:260,264
范文三：使用外特性曲线
1、使用外特性曲线
2、载货汽车的比功率主要是根据 来确定。 3、轿车的最高车速主要取决于( )
A总质量 B比功率 C最大功率
4、汽车行驶时，在一定条件下的行驶阻力有( ) A滚动阻力 B坡度阻力 C空气阻力 D加速阻力 5、判断:某汽车为前轮驱动，其附着率大于地面附着系数。 6、什么叫汽车的动力因数,请用简图并简述利用动力特性来分析某四档变速器汽车的动力性的方法,
7、请说明利用发动机负荷特性图和汽车功率平衡图，来求作某汽车以直接档在某道路上行驶时的燃油经济性曲线的方法步骤,
8、判断:汽车行驶时所遇到的加速阻力作用在汽车的质心。 9、请说明分析汽车变速器档位的多少，档位的高低，传动比的大小对汽车主要使用性能的影响,
10、传动系的最小传动比
11、某轿车的空气阻力系数为( )
A、0.10 B、0.30 C、0.60 D、0.80 12、某轿车的比功率大小主要取决于( )
A加速能力 B最高车速 C汽车总质量 D最大爬坡能力 13、判断:汽车行驶时，发动机发出的功率始终等于滚动阻力、坡道阻力、空气阻力和加速阻力四项阻力所消耗的功率
之和。
14、请说明确定汽车变速器一档传动比的方法。 15、请利用发动机负荷特性图和汽车功率平衡图，来分析说明使用因素对汽车燃油经济性的影响,
16、判断:汽车在良好公路上等速行驶时，道路对从动轮的切向反力是从动轮的滚动阻力。
17、判断:某汽车的头档最大动力因数为0.13。 18、请说明确定汽车传动系最小传动比的方法,并利用功率平衡简图分析其大小对汽车性能的影响。
19、某汽车驾驶员驾驶EQ140汽车时，如果采用第3档起步是否可行,正确的方法应如何,并请说明其道理, 20、附着利用率
21、富康轿车的附着利用率随着附着系数的增大而 。 22、什么叫汽车的最大爬坡能力,如某车最低档的最大动力
DD因数为，最高档的最大动力因数为，道路滚动阻力1max0max
系数为f，请问该车的最大爬坡能力为多少,
23、什么叫汽车传动系的最大传动比,当汽车传动系最小传动比确定之后，如何确定汽车传动系的最大传动比, 24、某汽车驾驶员驾驶EQ1091汽车在平路上进行带挂和不带挂两种工况行驶，请画出上述工况的功率平衡简图,分析说明两种工况下的燃油经济性,
25、滚动阻力系数
26、滚动半径
27、比功率
28、判断:当汽车带挂行驶后，汽车单位行程燃油消耗量将会减少。
29、判断:汽车行驶时的驱动力是道路对驱动轮的切向反力。 30、请说明汽车起步连续换档加速行驶工况燃油消耗量的计算方法。
31、汽车行驶时的必要条件是 ，充分条件是 。
32、通常，前轮驱动的轿车，其质心偏前布置，请分析说明其道理。
33、请说明用试验方法测定某汽车加速能力的方法, 答:汽车加速能力的测试包括汽车起步连续换档加速性能试验和超车加速性能试验。其中以汽车起步连续换档加速性能试验为主。
34、请说明用试验方法测定某汽车燃油经济性的方法,
范文四：电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线 F01（10重庆卷）22（2）在
电源的外特性曲线和导体的伏安特性曲线
F01(10重庆卷)22.(2)在探究小灯泡的伏安特性实验中，所用器材有:灯泡1，量程恰当的电流表示 A和电压V，直流电源A,滑动变阻器R，电键S等，要求灯泡两端电压从OV开始变化，
?实验中滑动变阻器应采用____________接法(填“分压”或“限流”)
?某同学已连接如题22图2所示的电路，在连接最后一根导线的C端到直接电源正极之前，请指出其中仅有的2个不当之处，并说明如何改下
A(__________________________________________ B(_______________________________________________
?电路连接正确后，分别测得两只灯泡和的伏安特性曲线，如题22图3中?和?所示。然LL12
后将灯泡、与电池组(电动势和内阻均恒定)连成题22图4所示电路。多次测量后得到通过LLL121和的电流平均值分别为0.30A和0.60A。 L2
1
A.在题22图3中画出电池组路端电压U和电流I的关系曲线。
B.由该曲线可知电池组的电动势为_________V，内阻为_________。(取2位有效数字) ,
F02(10浙江卷)21.?. (10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，某同学测得电流-电压的数据如下表所示:
电流
5.4 12.4 19.5 27.8 36.4 47.1 56.1 69.6 81.7 93.2 2(7
I/mA
电压
0.04 0.08 0.21 0.54 1.30 2.20 3.52 4.77 6.90 9.12 11.46
U/V
(1)用上表数据描绘电压随电流的变化曲线;
(2)为了探究灯丝电阻与温度的关系，已作出电阻随电流的变化曲线如图所示:请指出图丝的特征，并解释形成的原因。
F03(10安徽卷)21(?((6分)太阳能是一种清洁、“绿色”能源。在我国上海举办的2010年世博会上，大量利用了太阳能电池。太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时(没有储存电能)的I-U特性。所用的器材包括:太阳能电池，电源E，电流表A，电压表V，滑动变阻器R，开关S及导线若干。
(1)为了达到上述目的，请将图1连成一个完整的实验电路图。
(2)该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图2的I-U图像。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻_____________ (填“很大”或“很小”);当电压为2.80V时，太阳能电池
,的电阻约为____________。
2
F04(09年福建卷)19.(18分)(2)(12分)某研究性学习小组为了制作一种传感器，需要选用一电器元件。图为该电器元件的伏安特性曲线，有同学对其提出质疑，先需进一步验证该伏安特性曲线，实验室备有下列器材:
器材(代号) 规格
电流表(A) , 量程0~50mA，内阻约为501
电流表(A) 量程0~200mA，内阻约为10, 2
电压表(V) 量程0~3V，内阻约为10k, 1
电压表(V) 量程0~15V，内阻约为25k, 2
滑动变阻器阻值范围0~15,，允许最大电流1A
(R) 阻值范围0~1k,，允许最大电流1
滑动变阻器100mA
(R) 输出电压6V，内阻不计 2
直流电源(E)
开关(S)
导线若干
?为提高实验结果的准确程度，电流表应选用 ;电压表应选用 ;滑动变阻器应选用 。(以上均填器材代号)
?为达到上述目的，请在虚线框内画出正确的实验电路原理图，并
标明所用器材的代号。
?若发现实验测得的伏安特性曲线与图中曲线基本吻合，请说明该
伏安特性曲线与小电珠的伏安特性曲线有何异同点,
相同点: ，
不同点: 。
3
F05(09年浙江卷)22((18分)?((9分)(1)如图甲所示，在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，同组同学已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接。
(2)某同学从标称为“220 V 25 W”、“220 V 500 W”的3只灯泡中任选一只，正确使用多用电表测量灯泡阻值如图乙所示。该灯泡的阻值是___________，标称的额定功率为,
______________。 W
F06(09年天津卷)3.为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合
开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯
泡正常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是
测电阻
F07(10新课标卷)23.(11分)用对温度敏感的半导体材料制成的某热敏电阻，在给定温度范RT围内，其阻值随温度的变化是非线性的.某同学将和两个适当的固定电阻、连成图1虚线框内RRRT12所示的电路，以使该电路的等效电阻R的阻值随所处环境温度的变化近似为线性的，且具有合适RLT
的阻值范围.为了验证这个设计，他采用伏安法测量在不同温度下的阻值，测量电路如图1所示，RL
图中的电压表内阻很大.R的测量结果如表l所示. L
4
回答下列问题
(1)根据图1所示的电路，在图2所示的实物图上连线.
(2)为了检验与t之间近似为线性关系，在坐标纸上作-t关系图线 RRLL
(3)在某一温度下，电路中的电流表、电压表的示数如图3、4所示.电流表的读数为____，电压表的读数为___.此时等效电阻R的阻值为___:热敏电阻所处环境的温度约为____. L
5
S1rF08(10海南卷)13(图1为测量电压表V内阻的电路原理图(图中两个固定电阻的阻值均为R，、S2E是开关，是电源(内阻可忽略)。
(1)按电路原理图将图2中的实物图连线;
USSSU12112(2)开关保持断开，合上开关，此时电压表的读数为;再合上开关，电压表的读数变为，
UU12电压表内阻 r =___________(用、和R表示)。
F09(10天津卷)9.(3)要测量电压表V的内阻R，其量程为2V，内阻约1V
2KΩ。实验室提供的器材有:
电流表A，量程0.6A，内阻约0.1Ω;
电压表V，量程5V，内阻为5KΩ; 2
定值电阻R，阻值30Ω; 1
定值电阻R，阻值为3KΩ; 2
滑动变阻器R，最大阻值100Ω，额定电流1.5A; 3
电源E，电动势6V，内阻约0.5Ω;
开关S一个，导线若干。
?有人拟将待测电压表V 和电流表A串联接入电压合适的测量电路中，测1
出V的电压和电流，再计算出R。该方案实际上不可行，其最主要的原因是 1 V
?请从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表V内阻R的实验电路。要求测量尽量准确，1V实验必须在同一电路中，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(图中电源与开关已连接好)，并标出所选元件的相应字母代号:
?由上问写出V内阻R的表达方式，说明式中各测量量的物理意义。 1V
F10(10福建卷)19.
(3)(6分)如图所示是一些准备用来测量待测电阻阻值的实验器材，器材及其规格列表如Rx
下
6
为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量阻值的电路。 Rx
F11(10全国卷2)23.(13分)如图，一热敏电阻R放在控温容器M内: T
?A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆;E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小;R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω;S为开关。已知R在95?时阻值为150Ω，在20?时的阻值约为550Ω。现要求T
在降温过程中测量在95?,20?之间的多个温度下R的阻值。 T
(1) 在图中画出连线，完成实验原理电路图
(2) 完成下列实验步骤中的填空
? 依照实验原理电路图连线
? 调节控温容器M内的温度，使得R温度为95? T
? 将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全
? 闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I，并记录 。 0
? 将R的温度降为T(20?,T,95?);调节电阻箱，使得电流表的读T 1 1
数 ,记录 。
? 温度为T时热敏电阻的电阻值R= 。 1 T1
? 逐步降低T的数值，直至20?为止;在每一温度下重复步骤?? 1
7
F12(10山东卷)23.(2)在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示。闭合电键后，发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好，电源电动势为E):
?若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是 (填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”)。
?若电流表、电压表示数均为零，该同学利用多用电表检查故障。先将选择开关旋至 档(填“欧姆×100”“直流电压10V”或“直流电流2(5mA”)，再将 (填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱，把另一支表笔依次接b、c、d接线柱。若只有滑动变阻器断路，则多用电表的示数依次是 、 、 。
F13(10上海理综)44(在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池(结构如图)。
(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤:
?把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I;
?把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中 (填“A”或“B”)端。读出电压U;
?重复步骤?和?，多次测量，取平均值;
?根据公式P= 计算氢燃料电池输出功率。
(2)在上述第?步中遗漏的操作是 ;
(3)如果该电动机的效率为，汽车运动的速度为v，则汽车的牵引力为 。 ,
F14(09年天津卷)3.为探究小灯泡L的伏安特性，连好图示的电路后闭合
8
开关，通过移动变阻器的滑片，使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大，直到小灯泡正常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I图象应是
09年江苏物理)10.(8分)有一根圆台状均匀质合金棒如图甲所示，某同学猜测其电阻的F15(
大小与该合金棒的电阻率ρ、长度L和两底面直径d、D有关。他进行了如下实验:
(1)用游标卡尺测量合金棒的两底面直径d、D和长度L。图乙中游标卡尺(游标尺上有20个等分刻度)的读数L=________cm.
(2)测量该合金棒电阻的实物电路如
图丙所示(相关器材的参数已在图中标
出)。该合金棒的电阻约为几个欧姆。图
中有一处连接不当的导线是__________.
(用标注在导线旁的数字表示)
(3)改正电路后，通过实验测得合金棒的电阻R=6.72Ω.根据电阻定律计算电阻率为ρ、长为L、直径分别为d和D的圆柱状合金棒的电阻分别为R=13.3Ω、R=3.38Ω.他发现:在误差允许范围内，dD
2电阻R满足R=RR，由此推断该圆台状合金棒的电阻R=_______.(用ρ、L、d、D表述) d?D
F16(09年广东物理)16.(14分)某实验小组利用实验室提供的器材探究一种金属丝的电阻率。所用的器材包括:输出为3V的直流稳压电源、电流表、待测金属丝、螺旋测微器(千分尺)、米尺、电阻箱、开关和导线等。
(1)他们截取了一段金属丝，拉直后固定在绝缘的米尺上，并在金属丝上夹上一个小金属夹，金属夹，金属夹可在金属丝上移动。请根据现有器材，设计实验电路，并连接电路实物图14
9
图15 图14
)实验的主要步骤如下: (2
?正确连接电路，设定电阻箱的阻值，开启电源，合上开关;
?读出电流表的示数，记录金属夹的位置;
?断开开关，_________________，合上开关，重复?的操作。
(3)该小组测得电流与金属丝接入长度关系的数据，并据此绘出了图15的关系图线，其斜率为
-1-1________A?m(保留三位有效数字);图线纵轴截距与电源电动势的乘积代表了______的电阻之和。
(4)他们使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图16所示。金属丝的直径是______。图15中图线的斜率、电源电动势和金属丝横截面积的乘积代表的物理量是
________,其数值和单位为___________(保留三位有效数字)。
图16
F17(09年宁夏卷)22.(4分)某同学用游标卡尺测量一圆柱体的长度，用螺旋测微器测量该圆l
柱体的直径，示数如图。由图可读出= cm, = mmddl
10
电表改装
GF18(10北京卷)21((18分)(,)甲同学要把一个量程为200的直流电流计?，改装成量,A度范围是0,4,的直流电压表。
G?她按图,所示电路、用半偏法测定电流计?的内电阻r，其中电阻,约为,。为使r的测k,0gg量值尽量准确，在以下器材中，电源,应选用______________，电阻器,应选用______________，电1阻器,应选用______________(选填器材前的字母) 2
,(电源(电动势1.5,) ,(电源(电动势6,)
,(电阻箱(0,999.9,) ,(滑动变阻器(0,500,)
,(电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0,5.1) k,
,(电位器(0,51) k,
?该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将,的阻值调至最大。后续的实验操作步骤,
依次是______________，______________，______________，______________，最后记录,的阻值并1整理好器材。(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)
,(闭合,,
,(闭合, ,
,(调节,的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ,
,(调节,的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 ,
,(调节,的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 ,
,(调节,的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ,
G,?如果所得的,的阻值为300.0，则图,中被测电流计?的内阻,的测量值为,
,______________，该测量值__________实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。
G?给电流计?__________联(选填“串”或“并”)一个阻值为__________的电阻，就可以k,
G将该电流计?改装为量程,,的电压表。
11
G(2)乙同学要将另一个电流计?改装成直流电压表，但他不仅借到一块标准电压表、一个电池组
,,、一个滑动变阻器和几个待用的阻值准确的定值电阻。 R
G?该同学从上述具体条件出发，先将带改装的表?直接与电压表校准。请你画完图,方框中的校准电路图。
,?实验中，当定值电阻,选用17.0时，调整滑动变阻器的阻值，电压表的示数是4.0,Rk,
G,时，表?的指针恰好指到满量程的五分之二;当,选用7.0时，调整的阻值，电压表的示数Rk,
G是2.0,时，表?的指针又指到满量程的五分之二。
GG由此可以判定，表?的内阻,是_______，满偏电流是_______,,。若要将表?改装为量k,,Ig
程是15,的电压表，应配备一个_______的电阻。 k,
F19(上海理综)44(在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池(结构如图)。
(1)以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤:
?把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I;
12
?把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中
(填“A”或“B”)端。读出电压U;
?重复步骤?和?，多次测量，取平均值;
?根据公式P= 计算氢燃料电池输出功率。
(2)在上述第?步中遗漏的操作是 ;
(3)如果该电动机的效率为，汽车运动的速度为v，则汽车的牵引力为 。 ,
练习使用多用电表:
F20(09年全国卷?)22.(8分)如图所示的电路中，1、
2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后，发现小灯
泡不亮。现用多用电表检查电路故障，需要检测的有:电源、
开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各点连接。
(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已
接好的情况下，应当选用多用电表的 挡。在连接点1、
2同时断开的情况下，应当选用多用电表的 挡。
(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明___
可能有故障
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤。
。
F21(09年全国卷?)22.(5分)某同学利用多用电表测量二极管的反向电阻。完成下列测量步骤:
(1) 检查多用电表的机械零点。
(2) 将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拔至电阻测量挡适当的量程处。
(3) 将红、黑表笔____?_______，进行欧姆调零。
(4) 测反向电阻时，将____?______表笔接二极管正极，将____?_____表笔接二极管负极，读出电表示数。
(5) 为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘____?_______(填“左侧”、“右侧”或“中央”);否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)。
(6) 测量完成后，将选择开关拔向_____________?________________位置。
F22(09年上海物理)15((8分)(1)用多用表的欧姆档测量阻值约为几十k,的电阻R，以下x给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上__________________。
13
a(将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔
b(将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R的阻值后，断开两表笔 x
c(旋转S使其尖端对准欧姆档，1k
d(旋转S使其尖端对准欧姆档，100
e(旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔
根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________,。
(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是
A(测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量
B(测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C(测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D(测量阻值不同的电阻时都必须重新调零
F23(09年安徽卷)21. (18分)
?. (6分)用多用电表进行了几次测量，指针分别处于a、b的位置，如图所示。若多用电表的选择开关处于下面表格中所指的档位，a和b的相应读数是多少,请填在表格中。
F24(09年天津卷)9.(12分) (2)图示为简单欧姆表原理示
意图，其中电流表的偏电流=300A,内阻R=100 ,，I,可变gR
电阻R的最大阻值为10 k,，电池的电动势E=1.5 V,内阻r=0.5 ,，图中与接线柱A相连的表笔颜色应是 色，接正确使用方法测量电阻R的阻值时，指针指在刻度盘的正中央，x
,则R= k.若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，x
按正确使用方法再测上述R其测量结果与原结果相比较 (填“变大”、“变小”或“不x
变”)。
电表的校对
F25(10全国卷1)23((16分)一电流表的量程标定不准确，某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程。 Im
14
所用器材有:量程不准的电流表，内阻=10.0，量程标称为5.0mA;标准电流表，内阻,AAr112=45.0，量程1.0mA;标准电阻，阻值10.0;滑动变阻器R，总电阻为300.0;电源E，电,,,rR21
动势3. 0V，内阻不计;保护电阻;开关S;导线。 R2
回答下列问题:
(1)在答题卡上(图2所示)的实物图上画出连线。
(2)开关S闭合前，滑动变阻器的滑动端c应滑动至 端。
(3)开关S闭合后，调节滑动变阻器的滑动端，使电流表满偏;若此时电流表的读数为，AAI122则的量程= 。 AI1m
(4)若测量时，未调到满偏，两电流表的示数如图3所示，从图中读出的示数 = ，AAI111A的示数 = ;由读出的数据计算得= 。(保留3位有效数字) II22m
15
(5)写出一条提高测量准确度的建议: 。
F26(10北京卷)21((18
分)(,)甲同学要把一个量程为
G200的直流电流计?，改装成,A
,4,的直流电压表。 量度范围是0
?她按图,所示电路、用半偏
G法测定电流计?的内电阻r，其中g
电阻,约为,。为使r的测量值尽量准确，在以下器材中，电源,应选用______________，电阻k,0g
器,应选用______________，电阻器,应选用______________(选填器材前的字母) 12
,(电源(电动势1.5,) ,(电源(电动势6,)
,(电阻箱(0,999.9,) ,(滑动变阻器(0,500,)
,(电位器(一种可变电阻，与滑动变阻器相当)(0,5.1) k,
,(电位器(0,51) k,
?该同学在开关断开情况下，检查电路连接无误后，将,的阻值调至最大。后续的实验操作步骤,
依次是______________，______________，______________，______________，最后记录,的阻值并1整理好器材。(请按合理的实验顺序，选填下列步骤前的字母)
,(闭合,,
,(闭合, ,
,(调节,的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ,
,(调节,的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 ,
,(调节,的阻值，使电流计指针偏转到满刻度的一半 ,
,(调节,的阻值，使电流计指针偏转到满刻度 ,
G?如果所得的,的阻值为300.0,，则图,中被测电流计?的内阻,的测量值为,
,______________，该测量值__________实际值(选填“略大于”、“略小于”或“等于”)。
G?给电流计?__________联(选填“串”或“并”)一个阻值为__________的电阻，就可以k,
G将该电流计?改装为量程,,的电压表。
G(2)乙同学要将另一个电流计?改装成直流电压表，但他不仅借到一块标准电压表、一个电池组
,R,、一个滑动变阻器和几个待用的阻值准确的定值电阻。
G?该同学从上述具体条件出发，先将带改装的表?直接与电压表校准。请你画完图,方框中的校准电路图。
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,?实验中，当定值电阻,选用17.0时，调整滑动变阻器的阻值，电压表的示数是4.0,Rk,
G,时，表?的指针恰好指到满量程的五分之二;当,选用7.0时，调整的阻值，电压表的示数Rk,
G是2.0,时，表?的指针又指到满量程的五分之二。
GG由此可以判定，表?的内阻,是_______，满偏电流是_______,,。若要将表?改装为量k,,Ig
程是15,的电压表，应配备一个_______的电阻。 k,
测电源的电动势和内阻
F27(10上海物理)29.(6分)某同学利用DIS，定值电阻、电阻箱等实验器材测量电池a的电RR01动势和内阻，实验装置如图1所示，实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图2所示的关系图线a，重复上述实验方法1/1/UR,
测量电池b的电动势和内阻，得到图2中的图线b.
17
(1)由图线a可知电池a的电动势=______V，内阻=____。 ,Eraa
(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b链接，则两电池的输出功率_______(填“大于”、ppab“等于”或“小于”)，两电池的效率_____(填“大于”、“等于”或“小于”)。 ,,ab
F28(10江苏卷)10、(8分)在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小，某同学涉及了如图所示的实物电路。
(1) 试验时，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=10的定值电阻两端的电压U，下列两组R的取值方,R0
案中，比较合理的方案是____.(选填1或2)
11(3)根据实验数据描点，绘出的图像是一条直线。若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距,RUU
为b，则该电源的电动势E= ? ，内阻r= ? (用k、b和R表示) 0
F29(10广东卷)34.(2)某同学利用电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻(=5,)一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图14(a). R0
?在图14(b)的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接。
?请完成下列主要实验步骤;
A.检查并调节电压表指针指零;调节电阻箱，示数如图14(c)所示，读得电阻值是____________;
B.将开关闭合，开关断开，电压表的示数是1.49V; ss12
C.将开关 _______,电压表的示数是1.16V;断开开关s 。 s21
?使用测得的数据，计算出干电池的内阻是_______(计算结果保留二位有效数字)。
?由于所有电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏_________(填“大”或“小”)。
18
F30(09年北京卷)(2)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，但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999，科r,当标准电阻用) 一只电流表(量程=0.6A,内阻)和若干导线。 Ir,,0.1Rg
r?请根据测定电动势E内电阻的要求，设计图4中器件的连接方式，画线把它们连接起来。
?接通开关，逐次改变电阻箱的阻值R，读处与R对应的电流表的示数I,并作记录当电阻箱的阻值时，其对应的电流表的示数如图5所示。处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数R,,2.6
111;再制作R-坐标图，如图6所示，图中已标注出了()R,III
的几个与测量对应的坐标点，请你将与图5实验数据对应的坐标
点也标注在图6中上。
?在图6上把描绘出的坐标点练成图线。
?根据图6描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=
r,,V,内电阻 。
F31(09年上海物理)16((6分)如图为伏打电池示意图，
由于化学反应，在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触
层a、b。
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(1)(多选题)沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域是
A(R B(b C(r D(a
(2)在如图所示回路的各区域内，电势升高的总和等于电源的___________。
F32(09年安徽卷)21. (18分)
?. (6分)用右图所示的电路，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，电路中用一个定值电阻R起保护作用。除电池、开关和导线外，可供使0
用的实验器材还有:
(a) 电流表(量程0.6A、3A);
(b) 电压表(量程3V、15V)
(c) 定值电阻(阻值1、额定功率5W) ,
(d) 定值电阻(阻值10，额定功率10W) ,
(e) 滑动变阻器(阴值范围0--10、额定电流2A) ,
(f) 滑动变阻器(阻值范围0-100,、额定电流1A)
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; R应选0择 ,的定值电阻，R应选择阻值范围是 ,的滑动变阻器。
(2)引起该实验系统误差的主要原因是 。
F33(09年重庆卷)22.(19分)(2)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用题22图2所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R为已知定值电阻。电压表视为理想电压表。
?请根据题22图2，用笔画线代替导线将题22图3中的实验器材连接成实验电路。
?若电压表V的读数为，则I= 。 U20
?实验一:用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a。见题22图4，由此可知电池内阻 (填“是”或“不是”)常数，短路电流为 mA ，
20
电动势为 V。
?实验二:减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见题22图4.
当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。刚实验二中外电路消耗的电功率为 mW(计算结果保留两位有效数字)。
09年海南物理)14((11分)图1是利用两个电流表和测量干电池电动势E和内阻rF34(
的电路原理图。图中S为开关，R为滑动变阻器，固定电阻和内阻之和为10000(比r和滑动,R1
变阻器的总电阻都大得多)，
为理想电流表。
?按电路原理图在图2虚线框内各实物图之间画出连线。
?在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至 (填“端”、“中央”或“ 端”)。 ab
?闭合开关S，移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表和的示数和。多次II12改变滑动端c的位置，得到的数据为
0(10(10(10(10(10(1
I(mA)120 25 30 35 40 45
I(mA)480 400 320 232 140 68 2
在图3所示的坐标纸上以I为纵坐标、为横坐标I12
画出所对应的II,曲线。 12
?利用所得曲线求的电源的电动势E= V，
,内阻r= ((保留两位小数)
21
?该电路中电源输出的短路电流 A。 I,m
F35(新课标卷)19.电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比.在测电源电,
动势和内电阻的实验中得到的实验图线如图所示，图中U为路端电压，I为干路电流，a、b为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、.由图可知、的值分别为 ,,,,abab
31121121 A、、 B、、 C、、 D、、 44332233
F36(09年上海物理)14(图示电路中，R,12,，R,6,，滑动变阻器R上标有“20,，2A”字123样，理想电压表的量程有0-3V和0-15V两档，理想电流表的量程有 S 0-0.6A和0-3A两档。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位 R 1
A R 3置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A;继续向右移动滑片P R2 到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4， V 则此时电流表示数为__________A，该电源的电动势为__________V。
F37(09年全国卷?)17. 因为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I图线。用此电源与三个阻值均为3,的电阻连接成电路，测得路端电压为4.8V。则该电路可能为
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电路故障分析与黑盒子问题
F38(10四川卷)22.(12分)(1)?用多用电表探测图甲所示黑箱发现:用直流电压挡测量，E、G两点间和F、G两点间均有电压，E、F两点间无电压;用欧姆测量，黑表笔(与电表内部电源的正极相连)接E点，红表笔(与电表内部电源的负极相连)接F点，阻值秀小，但反接阻值很大。那么，该黑箱内元件的接法可能是图乙中 。
?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。
V1 电压表? 量程3V 内阻约为900,
V2 电压表?, 量程10V 内阻约为3K
A, 电压表? 量程60mA 内阻约为5
电源E 电动势1.5V 内阻约为0.2, 1
电源E 电动势4.5V 内阻约为0.4, 2
滑动变阻器(最大阻值为10,)。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，按示意图连接电路
B.用伏安法测定电阻丝的阻值R
C.用刻度尺测出电阻丝的长度L
D.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、C
E.处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝值与长度的关系
L(m) 0.9956 0.8049 0.5981 0.4021 0.1958
,R() 104.8 85.3 65.2 46.6 27.1
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为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进。
(I)
(II)
物理设计性实验技巧
考生在应试过程的缺陷通常表现在以下几个方面:
一方面:平时缺乏对实验思想方法(如模拟法，转换法，放大法，比较法，替代法等)进行归纳，在全新的实验情景下，找不到实验设计的原理，无法设计合理可行的方案.
另一方面:受思维定势影响，缺乏对已掌握的实验原理，仪器的使用进行新情境下的迁移利用，缺乏创新意识.
?锦囊妙计
选择方案选定器材拟定步骤数据处理误差分析 一、实验设计的基本思路:明确目的,,,,,
二、实验设计的基本方法
1.明确目的，广泛联系
题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点.实验目的明确后，应用所学知识，广泛联系，看看该物理量或物理规律在哪些内容中出现过，与哪些物理现象有关，与哪些物理量有直接的联系.对于测量型实验，被测量通过什么规律需用哪些物理量来定量地表示;对于验证型实验，在相应的物理现象中，怎样的定量关系成立，才能达到验证规律的目的;对于探索型实验，在相应的物理现象中， 涉及哪些物理量??这些都是应首先分析的，以此来确定实验的原理.
2.选择方案，简便精确
对于同一个实验目的，都可能存在多种实验原理，进而形成多种(可供选择的)设计方案.一般说来，依据不同的实验原理选择不同的实验方案主要遵循四条原则:
(1)科学性:设计的方案有科学的依据和正确的方式，符合物理学的基本原理.
(2)可行性:按设计方案实施时，应安全可靠不会对人身、器材造成危害;所需装置和器材要易于置备，且成功率高. (3)精确性:在选择方案时，应对各种可能的方案进行初步的误差分析，尽可能选用精确度高的方案. (4)安全、简便、直观性:设计方案应便于实验操作，读数，便于进行数据处理，便于实验者直观、明显地观察.
3.依据方案，选定器材实验方案选定后，考虑该方案需要哪些装置，被测定量与哪些物理量有直接的定量关系，分别需用什么仪器来测定，以此来确定实验所用器材.
4.拟定步骤，合理有序实验之前，要做到心中有数:如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤.
5.数据处理，误差分析高考对此要求不高，但常用的数据处理方法(如:平均法、图象法、描迹法、比较法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)还是应该掌握的，在设计实验时也应予以考虑.
F39(09年四川卷)22.(17分)(1)在弹性限度内，弹簧弹力的大
小与弹簧伸长(或缩短)的长度的比值，叫做弹簧的劲度系数。为了
测量一轻弹簧的劲度系数，某同学进行了如下实验设计:如图所
示，将两平行金属导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中，金属杆
ab与导轨接触良好，水平放置的轻弹簧一端固定于O点，另一端与金属杆连接并保持绝缘。在金属杆滑动的过程中，弹簧与金属杆、金属杆与导轨均保持垂直，弹簧的形变始终在弹性限度内，通过减小金属杆与导轨之间的摩擦和在弹簧形变较大时读数等方法，使摩擦对实验结果的影响可忽略不计。
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请你按要求帮助该同学解决实验所涉及的两个问题。
?帮助该同学完成实验设计。请你用低压直流电源()、滑动变阻器()、电流表()、开关()设计一电路图，画在图中虚线框内，并正确连在导轨的C、D两端。
?若已知导轨间的距离为d,匀强磁场的磁感应强度为B,正确连接电路后，闭合开关，使金属杆随挡板缓慢移动，当移开挡板且金属杆静止时，测出通过金属杆的电流为I,记下金属杆的位置，断开开1
关，测出弹簧对应的长度为x;改变滑动变阻器的阻值，再次让金属杆静止时，测出通过金属杆的电流1
为I,弹簧对应的长度为x,则弹簧的劲度系数k=__________。 22
等势线
F40(10上海物理)26.在用DIS描绘电场等势线的实验中
(1)电源通过正负电极a、b在导电物质上产生的稳恒电流分布模拟了二个_____产生____;用____探测等势点。
(2)(单选题)在安装实验装置时，正确的做法是 ( ) (A)在一块平整木板上依次放复写纸、白纸、导电纸
(B)导电纸有导电物质的一面应该向上
(C)连接电源正负极的电极a、b必须与导电物质保持绝缘
(D)连接电极a、b的电源电压为交流4~6V
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范文五：【精品】如图所示中的图线a是某电源的外特性曲线
U/V
6 b
4
a
2
0 2 I/A 1 3
如图所示中的图线a是某电源的外特性曲线，图线b是电阻R的伏安特性曲线，这个电源
的内阻等于 Ω。用这个电源和两个电阻R串联形成闭合电路，电源的输出功率为 W。
解析:(1)a是某电源的外特性曲线。从图中可以看出:
EV,6电流为0时，外电路断路时的电压也就是电源电动势。
EIA,,3外电路的路端电压为零时，即外电路短路时的电流 r
EV6从而可求得电源的内阻r,,,,2 IA3
R,,4(2)图线b是电阻R的伏安特性曲线，曲线的斜率即为电阻的阻值，则.
用这个电源和两个电阻R串联形成闭合电路，
E6VIA,,,0.6整个电路的电流 10,2Rr，
2电源的输出功率也就是外电路的功率: PIR外外,
RR外,2式子中
代入数据求得结果。
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