题目内容
3.在测定电源电动势和内电阻的实验中,实验室提供了合适的实验器材.(1)甲同学按图a中的实线连接电路进行实验,其中定值电阻的作用是保护电路.由电压表读数U和电流表读数I,画出U-I图线如图b所示,可得电源的电动势E=2.8V,内电阻r=0.60Ω.(结果保留2位有效数字)
(2)乙同学因为粗心,多连接了一根导线,如图a中的虚线所示.由电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图线如图c所示.乙同学分析了图象出现异常的原因后,认为由图c也可以达到实验目的,则由图c可得电源的电动势E=3.0V,内电阻r=0.50Ω.(结果保留2位有效数字)
分析 (1)明确保护电阻的作用,能根据闭合电路欧姆定律分析求解电动势和内电阻;
(2)明确电路结构,知道滑动变阻左右两端并联接入电路,则根据串并联电路的规律和图象结合可求得电动势和内电阻.
解答 解:(1)定值电阻在电路中主要起到保护电路的作用;根据U=E-Ir可知,图象与纵轴的交点表示电动势,故E=2.8V;
图象的斜率表示内电阻,故r=$\frac{2.8-1.6}{2.0}$=0.60Ω;
(2)由乙同学的电路接法可知,R1左右两部分并联后与R2串联,则可知,在滑片移动过程中,滑动变阻器接入电阻先增大后减小,则路端电压先增大后减小,所以出现图e所示的图象,则由图象可知,当电压为2.5V时,电流为0.5A,此时两部分电阻相等,则总电流为I1=1A;而当电压为2.4V时,电流分别对应0.33A和0.87A,则说明当电压为2.4V时,干路电流为I2=0.33+0.87=1.2A;
则根据闭合电路欧姆定律可得:
2.5=E-r
2.4=E-1.2r
解得:E=3.0;r=0.50;
故答案为:(1)保护电路 2.8 0.60
(2)3.0;0.50
点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验,要求能明确实验原理,知道实验中电路结构的分析和闭合电路欧姆定律的应用,同时能结合图象进行分析求解.
练习册系列答案
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