题目内容
【题目】用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:
电流表A1(量程0~30 mA);
电流表A2(量程0~100 mA);
电压表V(量程0~6 V);
滑动变阻器R1(阻值0~5 Ω);
滑动变阻器R2(阻值0~300 Ω);
开关S一个,导线若干条.
某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图所示的电路图,正确连接电路.
Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录.以U为纵轴,I为横轴,得到如图所示的图线.
Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0).
回答下列问题:
①电流表应选用______,滑动变阻器应选用______;
②由图中的图线,得电源内阻r=________Ω;
③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=______,代入数值可得Rx;
④若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围________,电压表示数变化范围________(填“相同”或“不同”).
【答案】 A2 R2 25 相同 不同
【解析】①根据题设条件中电池的电动势约,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧,可估算出电路中的电流为数十毫安,因此电流表应选用,为了电路正常工作,以及方便调节,多测量几组数据,滑动变阻器应选用
②根据图中电路结构可知,电压表测量了电路的路端电压,电流表测量了电路的总电流,因此图中图线斜率绝对值即为电源的内阻,有。
③当改接电路后,将待测电阻与电源视为整体,即为一“等效电源”,此时图线的斜率为等效电源的内阻,因此有,解得。
④若电表为理想电表, 接在B、C之间与接在A、B之间,电路的总电阻可变范围不变,因此电流表的示数变化范围相同, 接在B、C之间时,电压表测量的是滑动变阻器两端的电压,而接在A、B之间时,电压表测量的是滑动变阻器与两端电压的和,由于对应某一滑动变阻器阻值时,电路的电流相同,因此电压表的读数不同,所以电压表示数变化范围也不同。