题目内容
【题目】小明、小亮共同设计了图甲所示的实验电路,电路中的各个器材元件的参数为:
电池组(电动势约6V,内阻r约30Ω)
电流表(量程20A,内阻rA=0.7Ω)
电阻箱R1(0-99.9Ω)
滑动变阻器R2(0-10Ω)
开关三个及导线若干。他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。
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(1)小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。他的主要操作步骤是:先将滑动变阻器滑片调到某位置,接着闭合S、S2,断开S1,读出电流表的示数I;再闭合S、S1,断开S2,调节电阻箱的电阻值为3.6Ω时,电流表的示数也为I。此时滑动变阻器接入电路的阻值为_____Ω;
(2)小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。
①他的实验步骤为:
a.在闭合开关前,调节电阻R1或R2至_______。(选填“最大值”或“最小值”),之后用合开关S,再闭合_____。(选填“S1”或“S2”)
b.调节电阻______(选填“R1”成“R2”),得到一系列电阻值R和电流I的数据;
c.断开开关,整理实验仪器。
②图乙是他由实验数据绘出
一R的图象,电源电动势E=_____V,内阻r=___Ω。(计算结果保留两位有效数字)
【答案】3.6 最大值 S1 R1 6.0 2.9
【解析】
(1)[1]用等值替代法可测出R2接入电路的阻值,电阻箱的示数等于接入电路的阻值为3.6Ω;
(2)①要用电阻箱与电流表结合测量电动势与内阻,则要改变电阻箱的值,则:
a.[2][3]在闭合开关前,调节电阻R1或R2至最大值,之后闭合开关S,再闭合S1;
b.[4]调节电阻R1得到一系列电阻值R和电流I的数据;
②[5][6]由闭合电路欧姆定律可得:
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变形得:
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由上式可知:图线的斜率是电动势的倒数,图象的斜率为:
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得:E=6.0V
图线在纵轴上的截距是:
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得:r=2.9Ω。