题目内容
7.某同学设计了如图1所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0~99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.(1)先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,将S2切换到b,读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1=$\frac{{{U_2}-{U_1}}}{U_2}r$;
(2)甲同学已经测得电阻R1=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图2所示的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图线,则电源电动势E=1.43V,电阻R2=1.2Ω;(保留三位有效数字)
(3)利用甲同学设计的电路和测得的电阻R1,乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是:闭合S1,将S2切换到b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了相应的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R+{R}_{1}}$图线,根据图线得到电源电动势E和电阻R2.这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围较小(选填“较大”、“较小”或“相同”),所以甲同学的做法更恰当些.
分析 ①利用题目中给出的电路及步骤的提示,同时结合闭合电路的欧姆定律可得出实验的步骤;
②再由原理可得出实验中数据处理的方法及公式,结合图象可求得电动势和内电阻.
③两位同学的实验中的主要区别在于甲中电压表测滑动变阻器两端的电压,而乙中电压表测滑动变阻器与定值电阻两端的电压,因R1阻值不变,则滑动变阻器对电压表的调节作用减弱,电压表变化范围减小.
解答 解:①由题意可知,本实验中没有给出电流表,故应是电压表与电阻箱求电源电动势和内电阻的;实验中应充分利用电阻值及串并联电路的规律得出表达式;为了多测数据,应再将S2切换到b;
由欧姆定律可知:
U2=I(R+R1)
U1=IR
而电路电流相等,联立解得:
R1=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{2}}R$;
②根据E=U+$\frac{U}{R}$(R1+R2),有$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{1}{R}$$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{E}$,
比照直线方程y=kx+b,有截距$\frac{1}{E}$=b=0.7,
所以,E=1.43($\frac{10}{7}$);
斜率k=$\frac{2.8-0.7}{0.5}$=4.2,
又k=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{E}$,已测出R1=4.8Ω,求得R2=1.2Ω
③若开关打在b处,则电压表测量的为电阻箱与R1两端的电压,因定值电阻的分压作用,使电压表测量范围减小,故实验中误差较多,故应选择甲同学的做法;
故答案为:
①$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{U}_{2}}r$;②1.43;1.2;③较小; 甲
点评 用电压表和电阻箱测量电源的电动势和内电阻(本题的R2相当于内电阻)并用图象进行数据处理求出结果;本方法可与伏安法类比简称伏阻法.也是实验中常用方法之一.
A. | 一起匀速运动 | B. | -起加速运动 | C. | A匀速,B加速 | D. | A加速,B匀速 |
A. | 把小球B从地面拉到P的正下方时力F 做功为20J | |
B. | 小球B运动到C处时的速度大小为0 | |
C. | 小球B被拉到与小球A速度大小相等时,sin∠OPB=$\frac{3}{4}$ | |
D. | 把小球B从地面拉到P的正下方时小球B的机械能增加了6J |
A. | 在t=1s时,质点的加速度为零 | |
B. | 在3~7s时间内,质点的位移为11m | |
C. | 在t=5s时间内,质点的运动方向发生改变 | |
D. | 在4~6s时间内,质点的平均速度为3m/s |
A. | 玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的衍射现象 | |
B. | 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 | |
C. | 变化的电场周围不一定产生变化的磁场 | |
D. | 可以通过迈克尔孙-莫雷实验得出:不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的 |
t/s | 0.0 | 0.2 | 0.4 | … | 2.2 | 2.4 | … |
v/m•s-1 | 0.0 | 1.0 | 2.0 | … | 3.3 | 1.3 | … |
(2)t=1.5s时物体的瞬时速度.
A. | 2μmgL | B. | $\frac{1}{2}$μmgL | C. | μ(M+m)gL | D. | μmgL |
A. | 伽利略首先通过逻辑推理证明,重的物体和轻的物体下落快慢相同 | |
B. | 伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并用自由落体实验进行了验证 | |
C. | 伽利略通过数学推演并用小球在斜面上运动验证了速度与时间成正比 | |
D. | 伽利略用小球做自由落体运动实验验证了重的物体和轻的物体下落快慢相同 |