题目内容

【题目】利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻。要求尽量减小实验误差。

可供选用的器材除开关、导线、保护电阻R0(阻值等于)外,还有:

电压表V1(量程03V,内阻约3kΩ

电压表V2(量程015V,内阻约15kΩ

电流表A1(量程080mA,内阻等于10Ω

电流表A2(量程03A,内阻等于0.1Ω

滑动变阻器R050Ω,额定电流2A

定值电阻R1(阻值等于10Ω

定值电阻R2(阻值等于0.8Ω

待测电池(电动势约1.5V,内阻约

1)请画出实验电路图,并将各元件字母代号标在该元件的符号旁_____

2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,电压表示数_____,电流表示数_____(填“增大”或“减小”)。

3)实验中记下电压表的示数U和相应电流表的示数I,以U为纵坐标,I为横坐标,求出UI图线斜率的绝对值k和在纵轴上的截距a,则待测电池的电动势E和内阻r的表达式为:E______r______,代入数值可得Er的测量值。

【答案】 减小 增大 a

【解析】

1[1].实验中电压表选择V1;电流表A2量程过大,而A1量程偏小,可用阻值为10Ω的定值电阻R1A1并联扩大量程;电路如图;

2[2][3].滑动变阻器的滑片从左向右滑动,阻值减小,总电阻减小,总电流变大,则路端电压减小,即电压表示数减小,电流表示数增大。

3[4][5].若电流表A2读数为I,则总电流为2I,则由闭合电路的欧姆定律:

E=U+2I(r+R0)

U= E-2 (r+R0) I

又题意可知:

E=a

2 (r+R0)=k

练习册系列答案
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【题目】对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。一段长为l、横截面积为S的细金属直导线,单位体积内有n个自由电子,电子电荷量为e、质量为m

1)该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率恒为v

求导线中的电流I

②为了更精细地描述电流的分布情况,引入了电流面密度j,电流面密度被定义为单位面积的电流强度,求电流面密度j的表达式;

③经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为k。请根据以上描述构建物理模型,求出金属导体的电阻率ρ的微观表达式。

2*)将上述导线弯成一个闭合圆线圈,若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动,线圈中不会有电流通过,若线圈转动的线速度大小发生变化,线圈中会有电流通过,这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现,被称为斯泰瓦托尔曼效应。这一现象可解释为:当线圈转动的线速度大小均匀变化时,由于惯性,自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动,从而形成电流。若此线圈在匀速转动的过程中突然停止转动,由于电子在导线中运动会受到沿导线的平均阻力,所以只会形成短暂的电流。已知电子受到的沿导线的平均阻力满足(1)问中的规律,求此线圈以由角速度ω匀速转动突然停止转动(减速时间可忽略不计)之后,通过线圈导线横截面的电荷量Q

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