题目内容

如图甲所示,滑动变阻器最大阻值为R0=22Ω,与电源连接后,组成分压器对负载(纯电阻)供电。如图乙所示,为该电源的路端电压随外电阻变化的关系图线,电源正常工作时允许通过的电流不能超过2 A.求:

(1)电源电动势和内阻.

(2)接到变阻器ab间的负载电阻的许可范围.

【解析】(1)闭合电路中路端电压为

U=IR= =  

当负载电阻R趋向无穷大时,趋向零,路端电压U趋向电源电动势E,由图乙知电动势E=12V

R=r时,路端电压U=,由图乙知内电阻r=2Ω

(2)电源允许的最大电流为2A,内电压的最大值是4V,外电压的最小值为8V,所以电源的外电阻必须大于或等于4Ω.

当滑线变阻器的滑动触头c处在a端时,负载电阻R′与R0并联为电源的外电阻,应有:≥4,

得负载电阻的最小值,即AB间的负载电阻不能小于4.9Ω

【答案】(1)E=12V,r=2Ω.(2)不小于4.9Ω.

练习册系列答案
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(1) ①如图所示,一竖直的半圆形光滑轨道与一光滑曲面在最低点平滑连接,一小球从曲面上距水平面高处由静止释放,恰好通过半圆最高点,则半圆的半径=                

②用游标卡尺测量小球的直径,如图所示的读数是     mm。

(2)在用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在频率为的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,如图乙所示,选取纸带上打出的连续4个点,各点距起始点O的距离分别为,已知重锤的质量为,当地的重力加速度为,则:

①从打下起始点到打下点的过程中,重锤重力势能的减少量为        ,重锤动能的增加量为         

②若,且测出,可求出当地的重力加速度            

(3)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电流表与较大的电阻的串联。现要测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:

①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;③电池组(电动势约为3V,内阻不计);④滑动变阻器一个;⑤变阻箱(可以读出电阻值,0-9999Ω)一个;⑥开关和导线若干。

某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:

(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是      (填“甲”或“乙”)电路。

(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和                    (填上文字和符号);

(3)由所测物理量选择下面适当坐标轴,能作出相应的直线图线,最方便的计算出电压表的内阻:

A.           B.         C.         D.

(4)设直线图像的斜率为、截距为,请写出待测电压表内阻表达式             

 

I、(8分)如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。

(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=       mm.

(2)实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将滑块从A位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的        

(3)下列不必要的一项实验要求是(     ) 。

A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B.应使A位置与光电门间的距离适当大些

C.应将气垫导轨调节水平

D.应使细线与气垫导轨平行

(4)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用(2)问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F=           

II、(8分)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电压表与较大的电阻的并联。测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:

①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;③电池组(电动势约为3V,内阻很小可忽略不计);④滑动变阻器一个;⑤变阻箱(可以读出电阻值,0-9999Ω)一个;⑥开关和导线若干。

某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:

(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是           (填“甲”或“乙”)电路。

(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和            (填上文字和符号);

(3)(单选题)选择下面坐标轴,作出相应的直线图线。(   )

(A)U—I       (B)U—1/I  (C)1/U—R     (D)U—R

(4)设直线图像的斜率为k、截距为b,请写出待测电压表内阻表达式Rv=            

 

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