题目内容

(2002?河南)现有器材:量程为10.0mA、内阻约30Ω~40Ω的电流表一个,定值电阻R1=150Ω,定值电阻R2=100Ω,单刀单掷开关S,导线若干,要求利用这些器材测量一干电池(电动势约1.5V)的电动势.
?(1)按要求在实物图上连线.
?(2)用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为E=
I1I2
(I1-I2)
R2
I1I2
(I1-I2)
R2
,式中各直接测得量的意义是
I1是外电阻为R1时的电流,I2是外电阻为R1和R2串联时的电流
I1是外电阻为R1时的电流,I2是外电阻为R1和R2串联时的电流
分析:(1)测量电动势和内电阻的实验中,电路为简单的串联电路,将各元件依次连接组成闭合回路,注意电流表中电流为红进黑出;
(2)题目中只有两个定值电阻和电流表,故只能通过串并联关系得出两种不同的阻值,同时应考虑电路的安全性,从而选取合适的电路图;由闭合电路欧姆定律可得出表达式,联立可解得电动势的表达式.
解答:解:本题提供了两只定值电阻及开关、导线等,要求测量电池的电动势,这是一个设计性实验,原理是利用闭合电路欧姆定律E=I(R+r)=I(R+RA+r),只需改变R测两次电流的值便可求出电动势E的值.但应注意:改变R时R的阻值不能过小,防止电流过大,超过电流表的量程,本题如将R2接入电路或R1和R2并联后接入电路,经估算会超过电流表的量程,故第一次把R1接入电路,第二次把R1、R2串联后接入电路,实现R的两次改变.
故(1)原理图如图所示;
(2)由E=I1(R1+RA+r),E=I2(R2+R1+RA+r)可求出
E=
I1I2
(I1-I2)
R2

故答案为:(1)如图所示;
(2)
I1I2
(I1-I2)
R2
.I1是外电阻为R1时的电流,I2是外电阻为R1和R2串联时的电流.
点评:本题为设计性实验,这种实验的考查是近几年高考的热点;在考试中要灵活把握,认真分析题意,找出切实可行的实验方法.
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