题目内容
【题目】某同学要用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻,同时测定一段粗细均匀的电祖丝电阻,实验器材除滑动变阻器K、开关S1、S2、导线若干外,还有如下器材:
A.待测电源(电动势约3V,内阻约1)
B.待测电阻丝Rx(约为3)
C.电压表(0-3V,内阻约15k)
D.电压表(0-3V,内阻约3k)
E.电流表(0-0.6A,内阻约1)
F.电流表(0-3A,内阻约0.5)
实验主要步骤:
(1)用游标卡尺测电阻丝长度如图2所示,则其长度为_________cm;用螺旋测微器测电阻丝直径如图3所示,则其直径为_________mm。
(2)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合S1,将S2接1。
①逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;
②以U为纵坐标,I为横坐标,作U-I图线如图4中甲所示(U、I都用国际单位);
③求出甲图线斜率的绝对值k1和在横轴上的截距a。
(3)将S2接2重复以上操作步骤,作U-I图线如图4中乙所示,求出乙图线斜率的绝对值k2。
(4)回答下列问题:
①电压表最好选用_________,电流表最好选用_________;(填字母代号)
②若用a、k1和k2表示待测电源的电动势E、内阻r和待测电阻Rx的表达式,则E=_________、r=_________、Rx=_________.
【答案】5.235 3.852-3.854 C E a
【解析】
(1)[1]用游标卡尺测电阻丝长度为5.235cm
[2] 用螺旋测微器测电阻丝直径为3.852mm;
(4)①[3][4]根据电路图可知,本实验产生误差原因是电压表分流造成的,要想减小分流引起的误差,在量程相同情况下应选择内阻大的电压表,故电压表选C。
由题意可知电路中最大电流约为
=0.6A
所以电流表应选择E。
②[5][6][7]S2接1时,根据闭合电路欧姆定律可得
E=U+Ir
得U-I关系式为
U=E-Ir
根据公式可知,电源内阻即为斜率。
当路端电压为0时,有0=E-Ir,即
E=
当S2接2时,根据闭合电路欧姆定律可得
E=U+I(r+Rx)
得U-I关系式为
U=E-I(r+Rx)
根据公式可知
得