题目内容
17.某研究小组收集了两个电学元件:电阻R0(约为2kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).实验室备有如下器材:A.电压表V(量程3V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R0的阻值,小明设计了一电路,如图甲所示为其对应的实物图,图中的电流表A应选A2(选填“A1”或“A2”),实验采用分压电路,请将实物连线补充完整.
(2)为测量锂电池的电动势E和内阻r,小红设计了如图乙所示的电路图.根据测量数据作出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{{R}_{2}}$图象,如图丙所示.若该图线的斜率为k,纵轴截距为b,则该锂电池的电动势E=$\frac{1}{b}$,内阻r=$\frac{k}{b}$(用k、b表示)
分析 (1)根据通过待测电阻的最大电流选择电流表;为准确测量电阻阻值,应测多组实验数据,根据待测电阻阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法;根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法,然后连接实物电路图.
(2)由闭合电路的欧姆定律求出$\frac{1}{U}$与$\frac{1}{{R}_{2}}$的关系式,根据该关系式求出电源的电动势与内阻;由于电压表的分流作用使测量值偏小.
解答
解:(1)电压表量程是3V,通过待测电阻的最大电流
I=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{2000Ω}$=0.0015A=1.5mA,
因此电流表应选电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω);
待测电阻R0阻值约为2kΩ,滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)
与电阻箱R2(0~999.9Ω)最大阻值均小于待测电阻阻值,
变阻器采用限流接法时待测电阻电压与电流变化范围较小,不能测多组实验数据,为测多组实验数据,减小实验误差,滑动变阻器应采用分压接法;$\frac{{R}_{0}}{{R}_{A}}$=$\frac{2000Ω}{50Ω}$=40,$\frac{{R}_{V}}{{R}_{0}}$=$\frac{4000Ω}{2000Ω}$=2,$\frac{{R}_{0}}{{R}_{A}}$>$\frac{{R}_{V}}{{R}_{0}}$,电流表应该采用内接法,实物电路图如图所示.
(2)由图乙所示电路可知,E=U+Ir=U+$\frac{U}{{R}_{2}}$r,则$\frac{1}{U}$=$\frac{r}{E{R}_{2}}$+$\frac{1}{E}$,因此图象的纵轴截距b=$\frac{1}{E}$,电动势E=$\frac{1}{b}$,
图象的斜率k=$\frac{r}{E}$,则电源内阻r=kE=$\frac{k}{b}$;由图乙所示可知,由于电压表分流,使实验的测量值偏小.
故答案为:(1)A2;电路图如图所示;(2)$\frac{1}{b}$;$\frac{k}{b}$
点评 根据待测电阻与滑动变阻器阻值间的关系确定滑动变阻器的接法,根据待测电阻阻值与电表内阻间的关系确定电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键.
| A. | 波源开始振动时方向沿y轴正方向 | |
| B. | 从t=0开始经0.15s,x=40m的质点运动的路程为0.6m | |
| C. | 接收器在t=2s时才能接收到此波 | |
| D. | 当波刚刚传到接收器时,x=20m的质点速度刚好为0 |
| A. | 由东向西 | B. | 由西向东 | C. | 由南向北 | D. | 由北向南 |
| A. | 硬币或钢针能浮于水面上,是由于液体表面张力的作用 | |
| B. | 晶体有固定的熔点,具有规则的几何外形,物理性质具有各向异性 | |
| C. | 影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距 | |
| D. | 随着科技的发展,将来可以利用高科技手段,将散失在环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化 |