题目内容
【题目】如图(1)所示是某兴趣小组设计的一个测量电流表A的内阻RA(约为5Ω)和一个电池组的电动势E及内电阻r的实验电路。已知电流表的量程为100mA。 他们的实验步骤如下:
①断开单刀双掷开关S2,闭合开关S1,调节滑动变阻器R0,使电流表A满偏;
②保持R0的阻值不变,将单刀双掷开关S2接M端,调节电阻箱R的值,当R的阻值为 时A的示数为52.0mA ;
③断开开关S1,将单刀双掷开关S2接N端,不断改变和记录电阻箱的值R以及分别与R相对应的电流表的值 I ;
④分别以R和1/I为横坐标和纵坐标建立平面直角坐标系,利用记录的R和对应的1/I进行描点画线,得到如图(2)所示的图线;
⑤通过测量得知该图线在纵轴上的截距为b、斜率为k 。
根据以上实验操作,回答以下问题:
(1)在进行实验步骤①之前,应先将滑动变阻器的滑动端置于______(填“左端”、“中间”、“右端”)。
(2)被测电流表的内阻RA =_______;测量值与电流表内阻的真实值相比较________(填“偏大”、“偏小”、“相等”)
(3)被测电池组的电动势E =_____,内电阻r = ______(用实验过程中测得的物理量的字母进行表示,电流表内阻不可忽略)
【答案】(1)右端 (2)4.8Ω 偏小 (3)E=1/k
【解析】
(1)在进行实验步骤①之前,应先将滑动变阻器的滑动端置于电阻最大的位置;(2)根据实验的原理,结合欧姆定律和电路的特点解答;(3)根据闭合电路的欧姆定律,建立1/I-R函数关系,根据图像的斜率和截距解答.
(1)在进行实验步骤①之前,应先将滑动变阻器的滑动端置于电阻最大的位置,即置于最右端位置;
(2)由并联电阻的特点可知,当电流表读数为IA=52mA时,电阻箱R的电流为IR=100mA-52mA=48mA;由并联电路的特点可知:,解得RA=4.8Ω
当将单刀双掷开关S2接M端后,电路的总电阻减小,总电流变大,即总电流大于100mA,而当电流表读数为52mA时,通过电阻箱的电流IR将大于48mA, 可知测得的RA偏小;
(3)根据闭合电路欧姆定律:,可得,则,解得,
【题目】某同学描绘小灯泡的伏安特。所使用的器材有:
小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.50A)
电流表A(量程0.6A,内阻约0.5Ω);
灵敏电流计G(量程1mA,内阻为500Ω);
电阻箱Ro(阻值范围0~9999.9Ω);
滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω);
电源E(电动势4.5V,内阻约2Ω);
开关S及导线若干;
(1)为了能够实现在0-3.8V内对小灯泡的电压进行测量,需将灵敏电流计G改装成量程为4V的电压表,则_______(填“串”或“并”)联的电阻箱R0的阻值应调整为_________Ω
(2)请在图(b)的方框中画全运用上述器材描绘小灯泡伏安特性的实验电路原理图,并标注对应的器材符号____________。
(3)实验中得到电流表A读数I和灵敏电流计G读数Ig如下表所示
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
I/(A) | 0.13 | 0.24 | 0.32 | 0.38 | 0.43 | 0.46 | 0.48 | 0.49 |
Ig/(mA) | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 | 0.60 | 0.70 | 0.90 |
请你根据表中数据,在图(c)的坐标系中补齐数据点,做出I-Ig曲线____________。
(4)由I-Ig曲线可知,小灯泡的电阻随电流的增大而___________(填“变大”“变小”或者“不变”)
(5)如图(d)所示,将该小灯泡和定值电阻R与一电动势E=3.0V,内阻r=5.0Ω的电源串联时,电源的输出功率最大,可知此时小灯泡的实际功率约为______W定值电阻的阻值R=___________Ω(结果均保留两位有效数字)