题目内容
13.某同学利用如图甲所示的电路来测量电阻Rx的阻值,将开关S2接a,闭合开关S1,适当调节滑动变阻器R′后保持其阻值不变依次改变电阻箱的阻值R,读出相应电压表的示数U,得到如图乙所示的U-R图象.(1)将开关S2接b读得电压表的示数为1.50V,利用U-R图象可知Rx=10Ω;
(2)若电路中使用的电源为一组新的电池组,其内阻可忽略不计,根据U-R图象可得该电池组的电动势为3.0V;滑动变阻器R′此时的阻值R′=10Ω;(两个空的结果均保留两位有效数字);
(3)因电压表内阻不够大,因此实验所得电源的电动势测量值偏小(填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)请将图丙中的实物图按图甲所示的电路进行连线.
分析 (1)由实验步骤可知,实验时控制滑动变阻器接入电路的阻值不变,当a、b间先后接电阻箱与待测电阻时,同一电压对应的电阻阻值相等,该实验应用“等效替代法”测电阻,由图乙所示图象可以求出电阻阻值.
(2)由图乙所示图象求出电压对应的电阻,应用欧姆定律列方程,然后解方程组求出电源电动势与滑动变阻器的阻值.
(3)电压表内阻不够大,要分流,外电阻偏小,U偏小,由此分析误差的大小.
(4)根据电路图连接实物电路图.
解答 解:(1)该实验应用等效替代法测电阻阻值,当电压相等时,待测电阻阻值与电阻箱阻值相等,由图乙所示图象可知,开关S2接a时,电压表示数为1.50V时电阻箱阻值为10Ω,则开关S2接接b时待测电阻阻值也为10Ω.
(2)电源内阻不计,由图甲所示电路图可知,在闭合电路中,电源的电动势为:
E=U+IR′=U+$\frac{U}{R}$R′…①,
由图乙所示图象可知,U=1.5V,R=10Ω,U=2V,R=20Ω,代入①式得:
E=1.5+$\frac{1.5}{10}$×R′,E=2+$\frac{2}{20}$×R′
解得:E=3V,R′=10Ω.
(3)电压表内阻不够大时,电源的电动势应为:
E=U+IR′=U+$\frac{U}{\frac{R{R}_{V}}{R+{R}_{V}}}$R′…③
与①对比,可知由①测得的电动势将偏小.
(4)根据图甲所示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:
故答案为:(1)10;(2)3.0;10;(2.8~3.2;9.0~11都对).(3)偏小.(4)如图所示.
点评 本题是涉及到图象的实验问题,关键是根据物理规律写出有关纵轴和横轴物理量的函数表达式,然后讨论即可求解.
练习册系列答案
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A. | 电压表的示数为11$\sqrt{2}$V | B. | 图乙中电压的有效值为220V | ||
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1.如图所示,理想变压器的副线圈上,通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,原线圈输入有效值恒定的交流电压,当开关S闭合时,以下说法中正确的是( )
A. | 原线圈中电流减小 | B. | 副线圈输出电压减小 | ||
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8.如图所示,理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2.导线的等效电阻为R.若变压器原线圈两端的电压保持不变,现将开关S闭合,则下列说法中正确的是( )
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C. | 变压器的输入功率减小 | D. | 变压器的输入功率增大 |
18.回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是两个与高频交流电极相连接的D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示,要增大带电粒子射出时的动能,则下列说法中正确的是( )
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5.如图所示,在一斜面上有相距为L的A、B两点,A点固定一根长为L的竖直光滑细杆,杆的顶端O与B用光滑的直钢丝连接,△OAB在同一竖直平面内.杆和钢丝上分别套有相同的小球a和b,同时从O点静止释放,小球滑到斜面上A、B的时间之比为( )
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2.图(a)为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置在x=3.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点;图(b)为质点Q的振动图象,下列说法正确的是( )
A. | 质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt(m) | |
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D. | 在t=0.25s时,质点P的加速度方向与y轴负方向相同 |