题目内容
【题目】某兴趣小组要测定电源的电动势和内阻,他们找来了如下器材:
A.电流表G (量程为30mA、内阻未知)
B.电阻箱R (0~999.9Ω)
C.滑动变阻器R1 (0~20Ω)
D.滑动变阻器R2 (0~1kΩ)
E.开关、导线若干
F.电源E(电动势约10V)
(1)要完成实验,首先需测量电流表G的内阻.测量电流表G内阻的实验电路如图所示.
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①将下述实验过程补充完整.
a.选择器材,滑动变阻器R′应该选取________(选填“R1”或“R2”);
b.连接好电路,R′的滑片应调到________(选填“a”或“b”)端;
c.断开S2,闭合S1,调节R′,使电流表G满偏;
d.保持R′不变,闭合S2,调节电阻箱R的阻值,当R=10Ω时,电流表G的示数为20mA;
②如果认为闭合S2前后干路上电流不变,则电流表G的内阻Rg=________Ω.
(2)在测出电流表内阻Rg后,测定该电源的电动势和内阻的电路如图甲所示.闭合开关S,调整电阻箱R,读取相应的电流表示数I,记录多组数据(R,I),得到如图乙所示的
图线,则电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω.
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【答案】R2 a 5 9 40
【解析】
(1)明确实验原理,根据电路图得出实验方法,再根据半偏法的基本原理进行分析,从而得出对应的仪表,并通过电阻箱示数利用串并联电路规律即可求出电流表内阻;
(2)明确闭合电路欧姆定律的应用,并根据图象进行分析,利用数学规律即可求得电动势和内电阻.
(1)①由题意可知,电源电动势约为10V,而电流表量程为30mA,则电流表达满偏时需要的电阻为:
,故为了安全和准确,滑动变阻器应选择R2;
②为了让电路中电流由最小开始调节,滑动变阻器开始时接入电阻应最大,故滑片应滑至a端;
⑤由实验步骤可知,当R=10Ω时,电流表G的示数为20mA,则流过R的电流为10mA,则电流表内阻
.
(2)根据实验电路以及闭合电路欧姆定律可知:
,
变形可得:
;
则由图象可知图象的斜率
,而
,解得
;图象与纵轴的交点为5,则可知
,可得:
.