题目内容

11.在如图所示的电路中,电源的电动势E=6v,内阻=1.5Ω,三个定值电阻的阻值分别为R1=6Ω、R2=2.5Ω、R3=3Ω,电表内阻的影响不计.求
(1)K断开时,电压表和电流表的示数各多大?
(2)K闭合时,电压表和电流表的示数各多大?

分析 (1)K断开时,R1和R2串联,根据闭合电路欧姆定律求出电流和路端电压,即可得到两电表的示数;
(2)K闭合时,R1和R3并联后再与R2串联,先求出外电路总电阻,根据闭合电路欧姆定律求出干路电流和路端电压,即可电压表的示数;由并联电路电压与电阻成反比,求电流表的示数.

解答 解:(1)K断开时,R1和R2串联,根据闭合电路欧姆定律,电流表的示数为:
I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}+r}$=$\frac{6}{6+2.5+1.5}$A=0.6A
电压表的示数为:
U=E-Ir=3×2-0.6×3×0.5=5.1V
(2)K闭合时,R1和R3并联后再与R2串联,外电路总电阻为:
R=R2+$\frac{{R}_{1}{R}_{3}}{{R}_{1}+{R}_{3}}$=2.5+$\frac{6×3}{6+3}$=4.5Ω
干路电流为:I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{6}{4.5+1.5}$A=1A
电压表的示数为:U′=E-Ir=6-1×3×0.5=4.5V
电流表的示数为:I′=$\frac{{R}_{3}}{{R}_{1}+{R}_{3}}$=$\frac{3}{6+3}$×1A=0.33A
答:(1)K断开时,电压表的示数为5.1V,电流表的示数为0.6A.
(2)K闭合时,电压表是4.5V,电流表的示数是0.33A.

点评 本题是直流电路的计算问题,在明确电路连接关系的基础上,根据欧姆定律进行求解.

练习册系列答案
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3.某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻,考虑到水果电池组的内阻较大,为了提高实验的精度,需要测量电压表的内阻.实验室中恰好有一块零刻度在中央的双向电压表,该同学便充分利用这块表,设计了如图所示的实验电路,既能实现对该电压表的内阻的测量,又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量.他用到的实验器材有:待测水果电池组(电动势约4V,内阻约50Ω)、双向电压表(量程为2V,内阻约为2kΩ)、电阻箱(0-9999Ω)、滑动变阻器(0-200Ω)、一个单刀双掷开关及若干导线.

(1)该同学按如图1所示电路图连线后,首先利用半偏法测出了电压表的内阻.请完善测量电压表内阻的实验步骤:
①将R2的滑动触片滑至最左端,将S拨向1位置,将电阻箱阻值调为0;
②调节R2的滑动触片,使电压表示数达到满偏;
③保持R2不变,调节R1,使电压表的示数达到半偏
④读出电阻箱的阻值,记为R1,则电压表的内阻RV=R1
(2)若测得电压表内阻为2kΩ,可分析此测量值应大于真实值.(填“大于“、“等于”、“小于”)
(3)接下来测量电源电动势和内阻,实验步骤如下:
①将开关S拨至2(填“1”或者“2”)位置,将R2的滑动触片移到最左端,不再移动;
②调节电阻箱的阻值,使电压表的示数达到一合适值,记录电压表的示数和电阻箱的阻值;
③重复第二步,记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值:
(4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R,做出$\frac{1}{R}$-$\frac{1}{U}$图象.则可消除系统误差,如图2所示.其中横轴截距为b,斜率为k,则电动势的表达式为:$\frac{1}{b}$,内阻的表达式为:$\frac{k}{b}$.

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