题目内容

13.某同学设计如图甲所示的电路图测量电源的电动势和内阻,同时测量未知电阻Rx的阻值,其中R为电阻箱(0~99.9Ω),闭合开关前置于阻值最大位置,Rx未知电阻.其实验步骤如下:

(1)断开K1、闭合K2,逐次减小电阻箱的阻值,得到多组R、I值;
(2)依据R、I值作出如图乙所示的R-$\frac{1}{I}$图线;
(3)断开K2、闭合K1,读出电流表示数为0.5A
(4)根据乙图可求得电源的电动势等于2V,电源的内阻等于0.5Ω,未知电阻Rx等于3.5Ω.

分析 断开K2,闭合K1,电源与电阻箱串联,求出R与$\frac{1}{I}$的关系式,根据图线的斜率求出电动势,根据纵轴截距求出电源的内阻.断开K2,闭合K1,当R调至某一位置时,电流表的示I1=1.0A;保持电阻箱的位置不变,断开K1,闭合K2,此时电流表的示数I2=0.8A.根据闭合电路欧姆定律求出RX的阻值.

解答 解:根据E=IR+Ir,得R=$\frac{E}{I}$-r,知图线的斜率等于电源的电动势,所以E=$\frac{0.5}{0.25}$=2V,纵轴截距表示内阻,所以内阻r=0.5Ω.
断开K2,闭合K1,当R调至某一位置时,电流表的示I1=0.5A,有:E=I1R+I1r,代入数据解得:R=3.5Ω;
故答案为:2V;0.5Ω;3.5Ω

点评 解决本题的关键知道R与$\frac{1}{I}$图线的斜率和截距表示的物理意义看,以及能够熟练运用闭合电路欧姆定律进行分析求解是解题的关键.

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