题目内容

(2010?烟台一模)某同学设计了如图1所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2的阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为3.0V,内阻很大),电阻箱R(0-99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
(1)先测电阻R1的阻值.先闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数r和对应的电压表示数U1,保持电阻箱示数不变,再将S2切换到b,读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1=
U2-U1
U1
r
U2-U1
U1
r
.
(2)甲同学已经测得电阻R1=1.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图2所示的
1
U
-
1
R
图线,则电源电动势E=
2.0
2.0
 V,电阻R2=
8.2
8.2
Ω.
分析:(1)电压表内阻很大,可以近似看作理想电表,可以根据串联电路的电路知识可以求出电阻的阻值;
(2)由电阻箱及电压表可以得出电压及外电阻,则由闭合电路欧姆定律可求得电动势和电阻R2的阻值;
解答:解:(1)当电压表接a时,电压表测R两端的电压,当接b时,电压表测R1及R两端的电压;则R1两端的电压为:U2-U1;此时流过R1的电流为
U1
r
;由欧姆定律可得:
R1=
U2-U1
U1
r
;
(2)由题意可知,此实验中可测量出电阻箱的示数R,而电压表则出流过R的电流;由闭合电路欧姆定律可知:
E=
U
R
(R+R1+R2);变形可得:
1
U
=
R1+R2
E
×
1
R
+
1
E
;
 由数学知识可得,
1
E
=0.5;E=2.0V;
R1+R2
E
=5
解得:R2=8.2Ω;
故答案为:
U2-U1
U1
r
;2.0;8.2.
点评:对于电学实验的考查,现在不再局限于课本知识的考查,而应根据原理去分析题意,从而找出合适的解决办法.
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