题目内容

1.(1)如图甲所示为某欧姆表的表盘,O为指针不偏时位置,A为指针满偏时位置,B为表盘的中央刻度,C为弧OB的中点,D为弧AB的中点,已知B处的刻度值为30Ω.则C处的刻度值应标90Ω,已知欧姆表中的电池的电势能为1.5V,在某次选用×10档并调0后,接入未知电阻,指针指在D处,此时流经欧姆表的电流是3.75mA.
(2)在测电源电动势E和内阻r的实验时,某同学设计了如图乙所示的电路,图中R0=20.0Ω.通过多次改变电阻箱的阻值R,并记录电流表相应电流值I,根据实验数据实验画出$\frac{1}{I}-\frac{1}{R}$图象如图丙所示.
①写出$\frac{1}{I}-\frac{1}{R}$的物理数量关系式为$\frac{1}{I}$=$\frac{{R}_{0}r}{E}•\frac{1}{R}$+$\frac{r+{R}_{0}}{E}$;(用E、r、R0、I、R表示);
②根据图象中数据可求出E=8.0V,r=4.0Ω(结果保留两位有效数字)

分析 (1)明确多用电表原理,根据闭合电路欧姆定律进行分析可求得C处的电阻值,根据中值电阻进行分析,明确满偏电流,再根据电流表规律即可求得D点的电流;
(2)根据电路图应用欧姆定律求出函数表达式,根据函数表达式与图象求出电源电动势与内阻.

解答 解:(1)设满偏电流为Ig,接B点时电阻R1=30Ω,内电阻为R内;
根据闭合电路欧姆定律可知:
$\frac{{I}_{g}}{2}$=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{内}}$
则在C点时,$\frac{{I}_{g}}{4}$=$\frac{E}{{R}_{2}+{R}_{内}}$
满偏时,Ig=$\frac{E}{{R}_{内}}$
联立解得:R2=90Ω
电源的电动势为1.5V,中值电阻为30×10=300Ω;
则满偏电流为:I=$\frac{1.5}{300}$=0.005A;
故指在D处的电流为:ID=$\frac{3}{4}$I=$\frac{3}{4}×0.005$=0.00375A=3.75mA;
(2)①根据闭合电路欧姆定律以及串并联电路规律可知:
IR0=E-(I+$\frac{I{R}_{0}}{R}$)r
变形可得:$\frac{1}{I}$=$\frac{{R}_{0}+r}{E}•\frac{1}{R}$+$\frac{r+{R}_{0}}{E}$
②由图象可知,图象截距3.0=$\frac{r+{R}_{0}}{E}$
k=$\frac{7.0-3.0}{0.4}$=10=$\frac{r{R}_{0}}{E}$
联立解得:E=8.0V,r=4.0Ω;
故答案为:(1)90;3.75;(2)①$\frac{1}{I}$=$\frac{{R}_{0}+r}{E}•\frac{1}{R}$+$\frac{r+{R}_{0}}{E}$;②8.0;4.0.

点评 本题考查了闭合电路欧姆定律的数据处理的方法以及多用电表的规律,要注意认真分析电路结构,明确闭合电路欧姆定律以及图象的正确应用才能准确求解.

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