题目内容

(8分)某实验小组要测定一电源的电动势E和内电阻r。实验器材有:一只DIS电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用I表示),一只电阻箱(阻值用R表示),一只开关和导线若干.该实验小组同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据.

(1)小组设计该实验的原理表达式是________(用E、r、I、R表示);
(2)小组在闭合开关之前,应先将电阻箱阻值调至________(选填“最大值”、“最小值”或“任意值”),在实验过程中,将电阻箱调至图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为______Ω;
(3)小组根据实验采集到的数据作出如图丙所示的-R图象,则由图象求得,该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω(结果均保留两位有效数字).
(1)  (2)最大值 25 (3)6.0(5.8~6.2均可) 2.4(2.3~2.5均可)

试题分析:(1)由图可知,本实验采用的是电流表与电阻箱测定电动势,在闭合电路中,电动势:
(2)为了保证电路安全,闭合开关前电阻箱接入电路的阻值应为电阻箱的最大阻值;由图乙所示电阻箱可知,电阻箱的示数为:0×1000Ω+0×100Ω+2×10Ω+5×1Ω=25Ω;
(3)在闭合电路中,,则,则图象的截距:,图象斜率:
由图象可知:,即:,解得,电动势,电源内阻
练习册系列答案
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霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图丙所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。
I(×10-3A)
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
UH(×10-3V)
1.1
1.9
3.4
4.5
6.2
6.8
① 若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与_________(填“M”或“N”)端通过导线相连。
② 已知薄片厚度d=0.40mm,该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示。根据表中数据在给定区域内(见答题卡)画出UH—I图线,利用图线求出该材料的霍尔系数为____________×10-3 V(保留2位有效数字)。   
③ 该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路,S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出)。为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向_______(填“a”或“b”), S2掷向_______(填“c”或“d”)。为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件____________和__________(填器件代号)之间。

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