题目内容
12.在测量电源的电动势和内阻的实验中,该电源电动势约为9V,内阻约为5Ω.某同学设计了如图所示的实物电路.(1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到最大值.(选填“最大值”“0”或“任意值”)
(2)改变电阻箱的阻值R,用电压表(量程0~3V)分别测出阻值R0=10Ω的定值电阻两端的电压U.下列三组电阻箱R的调节范围取值方案中,比较合理的方案是A.
A.30Ω~80Ω B.300Ω~800Ω C.3000Ω~8000Ω
(3)根据实验数据描点,绘出的$\frac{1}{U}$-R图象是一条直线.若直线的斜率为k,在$\frac{1}{U}$坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=$\frac{1}{ER_{0}}$(用字母表示)
(4)用这个方法测得的内阻和真实值比较偏小(选填“偏大”“相等”或“偏小”)
分析 (1)关键是明确电阻箱阻值调到最大的目的是保护电压表;
(2)关键是通过估算求出电阻箱的最大电阻即可;
(3)关键是根据闭合电路欧姆定律写出表示纵轴的物理量$\frac{1}{U}$和表示横轴的物理量R的函数表达式,然后根据斜率和截距的概念即可求解.
(4)明确误差来源从而明确误差结果.
解答 解:(1)为保护电压表,实验前应将电阻箱的电阻调到最大值,让电流从最小值开始变化;
(2)根据欧姆定律,电路中的最大电流为Im=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{3}{10}$=0.3A,所以电路中的最大电阻可为:Rmax=$\frac{E}{I_{min}}$=$\frac{9}{\frac{1}{3}I_{max}}$=$\frac{9}{0.1}$=90Ω,所以电阻箱的最大值应为R<90-10=80Ω,所以合理的方案是A.
(3)根据闭合电路欧姆定律应有:E=U+$\frac{U}{R_{0}}$(R+r),
变形为$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{ER_{0}}$R+$\frac{R_{0}+r}{ER_{0}}$,
所以k=$\frac{1}{ER_{0}}$,b=$\frac{R_{0}+r}{ER_{0}}$,
解得E=$\frac{1}{ER_{0}}$
(4)由于利用欧姆定律求出的电流只是R0中的电流,由于电压表的分流作用,电流的测量值偏小,所以内阻的测量值偏小.
故答案为:(1)最大值;(2)A;(3)$\frac{1}{ER_{0}}$;(4)偏小.
点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验,对于涉及到用图象求解的问题,应首先写出有关物理规律公式,然后变形为关于纵轴与横轴物理量的表达式,再根据斜率和截距的概念即可求解.
A. | 曲线运动一定是变加速运动 | |
B. | 曲线运动一定是变速运动 | |
C. | 做匀速圆周运动的物体所受合力是恒力 | |
D. | 分运动是直线运动,合运动一定是直线运动 |
A. | 物体运动的速度越大其内能就越大 | |
B. | 分子热运动是指物体内分子的无规则运动 | |
C. | 微粒的布朗运动的无规则性,反应了液体内部分子运动的无规则性 | |
D. | 温度低的物体,它的内能一定小 | |
E. | 若外界对物体做正功,同时物体从外界吸收热量,则物体的内能一定增加 |
A. | 放热的物体,其内能也可能增加 | |
B. | 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有方向性 | |
C. | 热量不可能从低温物体传递到高温物体 | |
D. | 理想气体等温膨胀,则气体对外做功内能不变 | |
E. | 温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的每一个分子的动能都增大 |
A. | 只能用电场 | B. | 只能用磁场 | ||
C. | 电场和磁场都可以 | D. | 电场和磁场都不行 |
A. | 弹簧振子从平衡位置向最大位移处振动的过程中,振子运动的加速度随之增大 | |
B. | 在单摆偏角不大于5°的条件下,摆球质量增加到原来的2倍,单摆的周期也增加到原来的2倍 | |
C. | 受迫振动的周期总等于驱动力的周期 | |
D. | 机械波和电磁波都可以在真空中传播 | |
E. | 不论在什么介质中,机械波和电磁波在传播过程中的频率总是不变的 |
关于速度和加速度的方向,下列说法正确的是( )
A.速度方向为正,加速度方向一定为正
B.速度的方向就是加速度的方向
C.速度改变量的方向就是加速度的方向
D.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动
A. | 在真空中,a光的传播速度大于b光的传播速度 | |
B. | 在玻璃中,a光的传播速度大于b光的传播速度 | |
C. | 玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 | |
D. | a光的频率大于b光的频率 |