题目内容

【题目】现有两组同学要测定一节干电池的电动势E和内阻r(已知E约为1.5Vr约为)。

1)第一组采用图所示电路。

①为了完成该实验,选择实验器材时,在电路的ab两点间可接入的器件是_______

A.一个定值电阻 B.电阻箱 C.滑动变阻器

②为了调节方便且测量精度更高,电流表和电压表应选____(选填选项前的字母)。

A.电流表(0~0.6A),电压表(0~3V B.电流表(0~0.6A),电压表(0~15V

C.电流表(0~3A),电压表(0~3V D.电流表(0~3A),电压表(0~15V

③经过多次测量,他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U,并在图中画出了U-I图像。由图像可以得出,此干电池的电动势的测量值E=_______V(保留三位有效数字),内阻的测量值r=_______Ω(保留两位有效数字)。

2)第二组在没有电压表的情况下,设计了如图所示的电路,完成了对同一电池的测量。

①改变电阻箱接入电路中的电阻值,记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R,通过研究图像的信息,他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近,但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差。将上述实验重复进行了若干次,结果依然如此。关于第二组测量内阻产生的偏差及其原因,下列分析中正确的是_______(选填选项前的字母)。

A.第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果

B.第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果

C.造成这个偏差的原因是实际电流表内阻不能近似为零

D.造成这个偏差的原因是实验小组读取电流表读数时眼睛没有正对表盘,使读数有时候偏大,有时候偏小

②第二组对实验进行深入的理论研究,在是否可忽略电流表内阻这两种情况下,绘制两类图像。第一类图像以电流表读数I为横坐标,将电流表和电阻箱读数的乘积IR记为U作为纵坐标。第二类图像以电阻箱读数R为横坐标,电流表读数的倒数为纵坐标。图中实线代表电流表内阻可忽略的情况,虚线代表电流表内阻不可忽略的情况,这四幅图中,能正确反映相关物理量之间关系的是_______(选填选项前的字母)。

A. B. C. D.

【答案】BC A 1.481.481.49 0.800.78~0.82 BC AC

【解析】

1)①[1]ab两点间接入电阻箱或滑动变阻器,通过改变阻值,改变电路中电压表和电流表的示数,测量多组数据;

② [2]电动势约,电压表选择即可,根据题中描绘的图像可知,电流表的量程选用即可,故A正确,BCD错误;

③ [3]根据闭合电路欧姆定律推导:

图线与纵轴的交点即为电动势:

[4]斜率为内阻:

2)①[5]第二组采用的电路中将电阻箱的分压作为路端电压,实际测量的是电源和电流表组成的等效电源两端的电压,测量的内阻也是电源内阻和电流表内阻之和,所以测量的内阻偏大,故BC正确,AD错误;

② [6]AB.根据闭合电路欧姆结合所选电路:

可知干路电流测量准确,所以电动势测量准确,而虚线中电流表内阻不可忽略,所以内阻测量偏大,斜率变大,故A正确,B错误;

CD.根据闭合电路欧姆定律:

电动势测量值与真实值相等,图像的斜率不变,而虚线中电流表内阻不可忽略,内阻测量偏大,图线与纵轴的截距变大,故C正确,D错误。

故选AC

练习册系列答案
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【题目】如图所示为一种质谱仪的构造原理图,它是一种分离和检测不同同位素的重要工具。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。让离子源发出的不同带电粒子,经一对相距为d、两极板间电压为U的平行正对金属板所形成的加速电场加速后,从紧靠金属板的平板S上的狭缝P沿垂直平板S射入以平板S为边界的有界匀强磁场中,并在磁场中偏转后打在记录它的照相底片上,底片厚度可忽略不计,且与平板S重合。磁场的磁感应强度为B、方向与速度方向垂直。

根据粒子打在底片上的位置,便可以对它的比荷(电荷量与质量之比)的情况进行分析。在下面的讨论中,带电粒子进入加速电场的初速度、粒子所受的重力及它们之间的相互作用力均可忽略不计。

1)若某带电粒子打在照片底片上的A点,测得AP之间的距离为x,求该粒子的比荷q/m

2)若有两种质量不同的正一价离子,它们的质量分别为m1m2,它们经加速电场和匀强磁场后,分别打在照相底片上的A1A2两点。已知电子的电荷量为e,求A1A2间的距离x

3)若有两种质量不同的正一价离子,质量分别为m1m2,它们经加速电场和匀强磁场后,分别打在照相底片上的A1A2两点,测得PA2的距离与A1A2的距离相等,求这两种离子的质量之比m1/m2

4)若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子(1H2H),它们分别打在照相底片上相距为d1的两点;若用这个质谱仪分别观测碳的两种同位素离子(12C14C),它们分别打在照相底片上相距为d2的两点。请通过计算说明,d1d2的大小关系;

5)若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子,它们分别打在照相底片上相距为d的两点。为了便于观测,希望d的数值大一些为宜,试分析说明为使d增大一些可采取哪些措施;

6)若氢的两种同位素离子的电荷量均为e,质量分别为m1m2,且已知m1>m2,它们同时进入加速电场。试分析说明这两种粒子哪一种先到达照相底片,并求出它们到达照相底片上的时间差Δt

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