题目内容
【题目】某实验小组研究两个未知元件X和Y的伏安特性,使用的器材包括电压表(内阻约为3kΩ)、电流表(内阻约为1Ω)、定值电阻等
(1)使用多用电表测元件X的电阻,选择“×1”欧姆档测量,示数如图甲(a)所示,读数为______Ω,据此应选择图甲中的________(填“(b)”或“(c)”)电路进行实验。
(2)连接所选电路,闭合S;滑动变阻器的滑片P从左向右滑动,电流表的示数逐渐______(填“增大”或“减小”);依次记录电流及相应的电压,将元件X换成元件Y,重复实验。
(3)如图乙(a)是根据实验数据作出的U-I图线。
(4)该小组还借助X和Y中的线性元件和阻值R=21Ω的定值电阻,测量待测电池的电动势E和内阻r,电路如图乙(b)所示。闭合和,电压表读数为3.00V;断开,读数为1.00V。利用图乙(a)可算得E=________V,r=_______Ω。(结果均保留2位有效数字,视电压表为理想电压表)
【答案】(1)10,b;(2)增大;(4)3.2,0.50
【解析】
试题分析:(1)由图甲(a)可知,指针指在“10刻度线”位置处,由于“10刻度线”左右两边的最小刻度都不是“1份”单位,因此不需要估读下一位,又因为多用电表选择开关选择了“×1”挡,所以最终读数为10Ω,此值约为所用电压表内阻的1/300,电流表内阻的10倍,因而相对较小,为了减小电表内阻引起的实验测量误差,应选用电流表的外接法,即图甲(b)电路。
(2)图甲(b)电路中采用了滑动变阻器的分压式接法,在滑片P从左向右滑动的过程中,测量电路部分分得的电压逐渐增大,因此电流表读数应逐渐增大。
(4)由图乙(a)可知,当线性元件X两端电压为3.00V时,对应流经它的电流为0.30A,电压为1.00V时,对应流经它的电流为0.10A,所以元件X的电阻为RX=10Ω,根据闭合电路欧姆定律E=I(+r)可知,当闭合S1和S2时,R被短路,,断开S2后,R与元件X串联接在电源两端,E=0.10A×(RX+R+r),解得E=3.15V=3.2V,r=0.50Ω。