题目内容
20.某实验小组成员准备测量两节干电池的电动势和内电阻.所用的器材如下:A.待测干电池两节,每节电池电动势约为1.5V,内阻约几欧姆
B.直流电压表V1(量程2V,内阻约2kΩ)
C.直流电压表V2(量程3V,内阻约3kΩ)
D.定值电阻R0(阻值约为5Ω)
E.滑动变阻器R(最大阻值为R阻=10Ω)
F.导线和开关
(1)该小组成员设计的电路如图甲所示,请安电路图连接实物图.
(2)实验前将滑动变阻器的滑片移到一端,使滑动变阻器接入电路的电阻最大,闭合开关,这时电压表V1、V2的示数分别为U01、U02,则定值电阻R0=$\frac{{U}_{01}}{{U}_{02}-{U}_{01}}$Rm(用U01、U02、Rm表示)
(3)通过调节滑动变阻器,测出多组电压表V1、V2的示数U1、U2作出U1-U2图象如图乙所示,图线与纵轴的截距为a,图线与横轴的截距为b,则两节干电池的总电动势E=b,总电阻r=$\frac{b}{a}$R0(用a、b、R0表示)
分析 (1)根据原理图可得出对应的实物图;
(2)分析电路结构,根据串联电路中的分压原理列式可求得R0的阻值;
(3)根据闭合电路欧姆定律进行分析,根据图象进行变形,利用得出的函数关系即可明确电动势和内电阻.
解答 解:(1)根据原理图可得出对应的实物图如图所示;
(2)根据分压原理可知,$\frac{{U}_{01}}{{R}_{0}}=\frac{{U}_{02}-{U}_{01}}{{R}_{m}}$
解得:R0=$\frac{{U}_{01}}{{U}_{02}-{U}_{01}}$Rm;
(3)根据闭合电路欧姆定律有:
E=U2+$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$r
变形可得:
U1=$\frac{E{R}_{0}}{r}$-$\frac{{R}_{0}}{r}{U}_{2}$
则由U1-U2图象可得:
$\frac{ER_{0}{r}$=a
$\frac{R_{0}}{r}$=$\frac{a}{b}$
解得:r=$\frac{b}{a}$R0
E═$\frac{a}{R_{0}}r$=b
故答案为:(1)如图所示;(2)$\frac{{U}_{01}}{{U}_{02}-{U}_{01}}$Rm;(3)b;$\frac{b}{a}$R0
点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验,要求注意实验原理,明确两电压表的作用,同时能正确利用图象性质进行数据分析.
练习册系列答案
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B. | 图中图线b是小灯泡的伏安曲线,图线a是热敏电阻的伏安曲线 | |
C. | 图线中的M点,表示该状态小灯泡的电阻大于热敏电阻的阻值 | |
D. | 图线中M点对应的状态,小灯泡的功率与热敏电阻的功率相等 |
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