题目内容
4.在“测量电源电动势”的实验中,实验室提供的器材如下:待测电源E(放电电流不能太大),电压表(量程大于待测电源电动势),标有长度刻度的均匀电阻丝ab(电阻约15欧),电键S,一端连有鳄鱼夹P的导线1,其他导线若干.
①实验中,用导线1、2、3、4、5和6按右图所示方式连接电路,电路中所有元器件都完好,且电压表已调零.闭合电键之前,鳄鱼夹P应置于b(填写a或b)端.
②闭合开关后,反复改变鳄鱼夹P的位置,电压表都有较大的示数但几乎不变,则断路的导线为1(填数字代号).
③排除故障之后,闭合电键,改变鳄鱼夹P的位置,读出多组电压表读数U和对应的电阻丝长度L,由测得的数据,绘出了如图2所示$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{L}$的图线,则电源电动势E=2.86V(计算结果保留三位有效数字).应用该实验中的数据不能(选填“能”或“不能”)测出该电源的内阻r.
分析 (1)分析实验电路,明确实验原理,根据实验安全性考虑可以得出P的位置;
(2)明确电压表有示数说明电压表和电源相连接,但不能改变则说明滑动变阻器接线错误;
(3)根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式,由图象可求得电动势E;.
解答 解:(1)由电路图可知,电压表测量ab左侧部分电阻两端的电压;若开始时P滑到a端,则ab被短路,则电源被短路,故为了保证安全,P应置于b端;
(2)电压表有示数说明与电源是相通的,即26是完好的;而示数几乎不变,说明P无法与所测左半部分相连;故说明1导线没有正确接好;
(3)设单位长度的电阻为R0;
由闭合电路欧姆定律可得:U=$\frac{E}{{R}_{0}L+r}×{R}_{0}L$
变形可得:
$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{{R}_{0}L+r}{E{R}_{0}}×\frac{1}{L}$
则可知$\frac{1}{E}$=0.35
解得:E=2.86V;
图象的斜率可求,但由于单位长度的电阻值不知,故无法求出内阻r;
故答案为:(1)b;(2)1;(3)2.86;不能;
点评 本题类似于“伏阻法”,但由于不是采用的电阻箱,故无法确定电源内阻;同时本题要注意闭合电路欧姆定律的正确应用,列出方程式后,结合图象进行分析即可求解电动势.
练习册系列答案
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12.
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| B. | 两物体在t2时刻的运动方向均改变 | |
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19.
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| C. | 偏向目标的东侧 | D. | 无论对准哪个方向都无法击中目标 |