题目内容
2.我校课外研究性学习小组进行了消除系统误差的探究实验,利用如图所示电路能够精确测量电源E的电动势和内电阻r,E'是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G.(1)补充下列实验步骤:
①闭合开关S1、S2,调节调节滑动变阻器R、R′使灵敏电流计的示数为零,这时,两点电势φA、φB的关系是φA= φB,即A、B相当于同一点.读出电流表和电压表的示数和,其中I1就是通过电源E的电流.
②改变滑动变阻器R、R'的阻值,使灵敏电流计的示数为零,读出电流表和电压表的示数I2和U2.
(2)写出电源E的电动势和内电阻的表达式:E=U1+$\frac{{I}_{1}({{U}_{2}-U}_{1})}{{{I}_{1}-I}_{2}}$.r=$\frac{{{U}_{2}-U}_{1}}{{{I}_{1}-I}_{2}}$.
分析 本题是比较创新的实验,是属于研究性学习实验,是在常规实验基础上的改进,主要考查的是测量电源电动势和内阻、测金属电阻率的实验原理及误差的消除方法.本题都是两次测量,利用消元法消除了电表内阻造成的系统误差,提高了实验的准确度,根据闭合回路欧姆定律列出等式求解.
解答 解:(1)①闭合开关S1、S2,调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零,这时,A、B两点的电势φA、φB的关系是φA 等于φB,读出电流表和电压表的示数I1和U1,电流表测量的是干路上的电流,其中I1 等于通过电源E的电流.
②改变滑动变阻器R、R′的阻值,重新使得灵敏电流计示数为零.读出 电流表和电压表的示数I2和U2.
(2)根据闭合回路欧姆定律得
E=I1r+U1 E=I2r+U2
解得:E=U1+$\frac{{I}_{1}({{U}_{2}-U}_{1})}{{{I}_{1}-I}_{2}}$
r=$\frac{{{U}_{2}-U}_{1}}{{{I}_{1}-I}_{2}}$
故答案为:(1)①调节滑动变阻器R、R′;等于;②灵敏电流计示数为零,电流表和电压表的示数I2和U2
(2)U1+$\frac{{I}_{1}({{U}_{2}-U}_{1})}{{{I}_{1}-I}_{2}}$,$\frac{{{U}_{2}-U}_{1}}{{{I}_{1}-I}_{2}}$
点评 电学探究性实验有创新,要求考生对电学实验的基本知识很熟练而且能够灵活应用.是一道很好的题目,该题有一定难度;要注意认真分析题意,明确实验原理即可求解.
练习册系列答案
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