题目内容

现有一个量程为1 mA的电流表，两个定值电阻R1=3 Ω，R2=5.9 kΩ,开关S一个，导线若干.请用上述器材测量一个电源的电动势E(约5 V)和内电阻r(约1 Ω).

(1)要求在方框中画出实验电路图，并把仪器或元件的符号标在相应的仪器或元件旁.

(2)若电流表在开关S断开和闭合时读数分别为I1、I2，写出待测电动势及电源内阻的表达式，E=_________，r=___________.

(1)如图

(2)E=I1(R2+Rg)

解析：(1)实验电路如图所示.

(2)当S断开时，R2和?串联相当于一个电压表，其两端的电压等于电源的电动势

    所以E=I1(R2+Rg)

    当S闭合时，电压表测的是外电压，其电源的内电压U内，U内=E-I2(R2+Rg),

    又因为U内=I·r,而

    所以.

练习册系列答案
相关题目
①在“验证机械能守恒定律”的实验中：
（1）打点计时器打点时间间隔为T，当地重力加速度为g，实验用的重物的质量为m，若按要求正确地选出纸带进行测量．如图1所示，量得连续三个点A、B、C到第一个点O的距离分别是s1、s2和s3，当打点计时器打B点时，重物的重力势能减少量为
mgs2
mgs2
，重物的动能增加量为
m(s3-s1)2
8T2
m(s3-s1)2
8T2
（用m、g、T、s1、s2、s3中的物理量表示）

（2）若甲、乙、丙三位同学分别用同一装置打出三条纸带，打点计时器打点时间间隔为0.02s，量出各自纸带上第1、2两点间的距离分别为0.17cm、0.19cm、0.22cm，可以看出其中有一位同学在操作上有错误，操作错误的同学是
丙
丙
．
②磁电式电压表是用电流表经过改装而成的，现有一满偏电流Ix=300μA，内阻未知的电流表，要将它改装成电压表．如图2（a）（b）（c）所示．
（1）在采用图（a）所示电路测定表头内阻时，要求R1电阻
远小于
远小于
R2电阻，部分实验步骤为：①按电路图接好电路，将R1调至最大；②断开S2，闭合S1，调节R2，使表头指针
满偏
满偏
；③闭合S2，调节R1，使表头指针
半偏
半偏
，此过程中R2
保持不变
保持不变
．
（2）使电流表指针半偏时，电阻箱R1的示数如图（b）所示，则电流表内阻rx=
180
180
Ω．要将上述电流表改装成量程为6.0V的电压表，应给该表头串联一个阻值为
19.82
19.82
kΩ的电阻．
（3）按图（a）所示的电路，将图（c）中的器材连成实验电路．
（1）一轻弹簧原长为10cm，把它上端固定，下端悬挂一重为0.5N的钩码，静止时它的长度为12cm，弹簧的劲度系数为
 
N/m；现有一个带有半径为14cm的
1
4
光滑圆弧的物块静止放在水平面上，半径OA水平，OB竖直，如图1所示；将上述轻弹簧的一端拴在A点，另一端拴着一个小球，发现小球静止在圆弧上的P点，且∠BOP=30°，则小球重为
 
N．
（2）用游标卡尺测量某圆柱形金属工件的直径，其示数如图2所示，该工件的直径为
 
mm．
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（3）用如图3所示的装置做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验．小灯泡的规格为（4.5V0.3A）；电流表有0.6A和3A两个量程；电压表有3V和15V两个量程．
将以下实验步骤补充完整：
A．按如图3所示方式连接好电路，其中电流表选用0.6A的量程；电压表选用3V的量程；
B．将滑动变阻器的滑片移动到最
 
端；
C．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在0～3.0V内测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；
D．打开电键，
 
；
E．闭合电键，移动滑动变阻器滑片的位置，在3.0～4.5V之间测出6组不同的电压U和对应的电流I的值，并将测量数据填入表格；断开电键；
F．在坐标纸上以U为横轴，I为纵轴，建立坐标系；
G．在坐标系内描出各组数据所对应的点，用平滑曲线拟合这些点；
H．拆除电路，整理仪器．
（4）某学习小组采用如图5所示的装置做“验证动能定理”实验，小车运动中所受阻力f已提前测得．
①某次实验中，在小桶中加入适当砝码使小车做加速运动，打点计时器打出的纸带如图5所示，通过正确的方法得出了打1、2两点时小车的速度大小分别为v1、v2，两点间的距离为L，设小车的质量为M，小桶和砝码的总质量为m，某同学按如下思路验证动能定理：以小车为研究对象，合外力的功为W合=mgL-fL，动能增量为△Ek=
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)，经多次实验后，他发现W合总是大于△Ek，你认为产生这种误差的原因是
 
；
②为了减小或消除以上误差，同学们提出了以下四种改进方案，你认为有效的是
 
（填选项字母）．
A．使小桶和砝码的总质量m远小于小车的质量M
B．换用水平气垫导轨结合光电计时器做实验，验证mgL是否等于
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)
C．设法得出轻细绳的拉力T，验证TL-fL是否等于
1
2
M(
v
2
2
-
v
2
1
)
D．研究小车、小桶及砝码组成的系统，验证mgL-fL是否等于
1
2
(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)．
（1）用如图1所示的装置可以测量棱镜的折射率．ABC表示待测直角棱镜的横截面，棱镜的另外两个锐角也是已知的（如图）．紧贴直角边AC的是一块平面镜，一光线SO射到棱镜的AB面上，适当调整SO的方向，使从AB面的出射的光线与SO重合．在这种情况下仅需要测出
 
就可以算出棱镜的折射率．写出计算折射率的表达式n=
 
．
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（2）现有一个电流表G，为了较精确地测量出它的内阻Rg，可供选用的器材如下：
A．待测电流表 （Ig=500μA，Rg≈100Ω）
B．滑动变阻器 （阻值0～20Ω，额定电流0.6A）
C．滑动变阻器 （阻值0～50Ω，额定电流1.0A）
D．电位器 （阻值0～2.7kΩ，1.0A）
E．电位器 （阻值0～10kΩ，1.0A）
F．定值电阻 （阻值为10Ω）
G．定值电阻 （阻值为10kΩ）
H．电阻箱 （阻值0～99.99Ω）
I．电阻箱 （阻值0～999.9Ω）
J．电池 （电动势为12.0V，内阻为0.5Ω）
K．电池 （电动势为9.0V，内阻为1.0Ω）
L．电池 （电动势为6.0V，内阻为0.5Ω）
M．电池 （电动势为1.5V，内阻为0.5Ω）
开关、导线若干．
①除电流表G、开关、导线外，其他器材中最佳选择是：
 
．（填代号）
②在图2虚线框中画出对改装进行校准的实验电路图，改装表用V表示，标准表用V0表示．
③若测得Rg=101.0Ω，按此数据将其改装成量程为3.0V的电压表，需
 
联一只阻值为
 
Ω的定值电阻．用此表测量电压时，其测量值与实际电压相比，是偏大还是偏小？答：
 
．
（1）现要测定一个额定电压6V、额定功率3W的小灯泡的伏安特性曲线．要求所测电压范围为0V～5.5V．
现有器材：
直流电源E（电动势6V，内阻不计）；
电压表精英家教网（量程6V，内阻约为4×104Ω）；
电流表精英家教网（量程300mA，内阻约为2Ω）；
电流表精英家教网（量程600mA，内阻约为1Ω）；
滑动变阻器R（最大阻值约为30Ω）；
电子键S，导线若干．
①如果既要满足测量要求，又要测量误差较小，应该选用的电流表是
 
．
②如图1已经完成部分导线的连接，请你在实物接线图中完成余下导线的连接．
（2）某同学用如图2所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．
①他进行了下面几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．用天平测出重锤的质量；
D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E．测量纸带上某些点间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的步骤是
 
，操作不当的步骤是
 
．
②他进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析．如图3所示．其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计数点．根据以上数据，当打点到B点时重锤的速度
 
m/s，计算出该对应的
1
2
v2=
 
 m2/s2，gh=
 
 m2/s2，可认为在误差范围内存在关系式
 
，即可验证机械能守恒定律．（g=9.8m/s2）
③他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以
v2
2
为纵轴、以h为横轴画出的图象，应是图4中的
 
．
④他进一步分析，发现本实验存在较大误差．为此设计出用如图5示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．小铁球通过光电门时的瞬时速度v=
 
．如果d、t、h、g存在关系式
 
，也可验证机械能守恒定律．
⑤比较两个方案，改进后的方案相比原方案的最主要的优点是：
 
．
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（1）在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点（每相邻两个计数点间还有4个计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流，已知s1=1.00cm、s2=1.40cm、s3=1.80cm、s4=2.20cm、s5=2.60cm、s6=3.00cm．根据以上结果，计算出该物体的加速度为a=
 
m/s2（结果保留两位有效数字），
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（2）有一个电阻Rx，其阻值大约在40Ω-50Ω之间，现要进一步准确地测量其电阻，需测量多组数据，手边现有器材如下：
电源E（电动势12V，内阻为0.5Ω）；
电压表（0-3-15V，内阻约为10KΩ）；
电流表（0-0.6-3A，内阻约为1Ω）；
滑动变阻器R1（阻值0-10Ω，额定电流2A）；
滑动变阻器R2（阻值0-1750Ω，额定电流0.3A）；
开关S和导线若干．
①电压表的量程应选
 
，电流表的量程应选
 
，滑动变阻器应选用
 
．
②在虚线方框内画出实验电路图．
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