内容正文:
第九节 伏阻安阻法测电动势内阻
需要掌握的内容
1.伏阻法以及误差分析。
通过E=U+Ir,I=可以得到E=U+r,两侧同时除UE得到,对于与图像,斜率k为,截距为。误差分析可以通过等效电源的思想来处理,新的等效电源r测=,E测=,所以测量值都偏小。
2.安阻法以及误差分析。
通过E=U+Ir,U=IR可以得到E=I(R+r),两侧同时除IE得到,对于与R图像,斜率k为,截距为。误差分析可以通过等效电源的思想来处理,新的等效电源r测=r+,E测=E,所以测量值内阻偏大,电动势准确。
经典习题
1.某同学为测定金属丝的电阻率ρ,设计了如图甲所示电路,电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝,保护电阻R0=4.0Ω,电源的电动势E=3.0V,电流表内阻忽略不计,滑片P与电阻丝始终接触良好。
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示,其示数为d = mm。
(2)实验时闭合开关,调节滑片P的位置,分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I,实验数据如下表所示:
x(m)
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
I(A)
0.49
0.43
0.38
0.33
0.31
0.28
(A-1)
2.04
2.33
2.63
3.03
3.23
3.57
①将表中数据描在坐标纸中,如图丙所示。作出其关系图线 ,图像中直线的斜率的表达式k = (用题中字母表示),由图线求得电阻丝的电阻率ρ = (保留两位有效数字)。
②根据图丙中关系图线纵轴截距的物理意义,可求得电源的内阻为r = Ω(保留两位有效数字)。
2.一同学测量某干电池的电动势和内阻.
(1)下图所示是该同学正准备接入最后一根导线图中虚线所示时的实验电路.请指出图中在器材操作上存在的不妥之处(一处即可) .
(2)实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I,以及计算的数据见下表:
R/Ω
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
I/A
0.15
0.17
0.19
0.22
0.26
/A-1
0.7
6.0
5.3
4.5
3.8
根据表中数据,在答题卡的方格纸上作出关系图象 .
由图象可计算出该干电池的电动势为 V;内阻为 .(保留两位有效数字)
为了得到更准确的测量结果,在测出上述数据后,该同学将一只量程为100mV的电压表并联在电流表的两端.调节电阻箱,当电流表的示数为0.33A时,电压表的指针位置如右图所示,则该干电池内阻应为 .(保留两位有效数字)
3.某实验小组要测量一节旧干电池的电动势和内电阻,用到下列器材:
灵敏电流计G(内阻为);
电压表V(,内阻约为);
电阻箱();
滑动变阻器(,);
导线开关若干。
(1)由于灵敏电流计的量程太小,该实验小组用电阻箱与灵敏电流计并联,使其量程扩大为原来的20倍,则改装后的电流表内阻为 ;
(2)将器材连接成如图甲所示的电路,调节滑动变阻器,读出了多组电压表示数U和灵敏电流计的示数,并作出了图线如图乙所示,由作出的图线及题中的相关信息,可求得干电池的电动势 V,内阻 。测得的电源内阻 (选填“大于”、“小于”或“等于”)实际值。
4.随着全世界开始倡导低碳经济的发展,电动自行车已越来越受到大家的青睐。电动车,即电力驱动车,又名电驱车。电动车分为交流电动车和直流电动车。通常说的电动车是以电池作为能量来源,通过控制器、电机等部件,将电能转化为机械能运动,以控制电流大小改变速度的车辆。第一辆电动车于1881年制造出来,发明人为法国工程师古斯塔夫•特鲁夫,这是一辆用铅酸电池为动力的三轮车,由直流电机驱动,时至今日,电动车已发生了巨大变化,类型也变得多种多样。爱思考的小东同学对电动车十分好奇,设计了如下实验。
(1)小东同学为了测量某种型号的电动车的电动势与内阻,先从电动车上取下电池,在实验室设计了实验电路。提供的器材有:
A.电动车电池一组,电动势约为12V,内阻未知
B.直流电流表量程300mA,内阻很小
C.电阻箱R,阻值范围为0〜999.9
D.定值电阻R0,阻值为几欧姆
E.导线和开关
①请你在图1为小东同学设计合理的实验电路;
②当他闭合开关时发现,无论怎样调节电阻箱,电流表都没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件损坏,因此他拿来多用电表检查故障,他的操作如下:
1、断开电源开关S
2、将多用表选择开关置于挡,调零后,红黑表笔分别接R0两端,读数为70
3、将多用表选择开关置于挡,调零后,将红黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图2所示,则所测阻值为 ,然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测,发现电源和开关均完好。由以上操作可知, 发生故障的元件是 (2)霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器,用它可以检测磁场及其变化,广泛应用于测量和自动控制等领域。在电动自行车中有多处用了霍尔传感器,最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等。实验表明,铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子,但锌中的导电物质带的是正电。小东同学对该型号的电动车内部的霍尔元件进行了研究。霍尔元件的原理图如图3所示,若制作霍尔元件的材料使用的是锌,通入如图所示的电流后,若保证其他条件不变,增大c时,上、下表面间的电压UH将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)有一天,小东同学坐出租车时,司机因口渴把车停到路边,跑到超市买了一瓶水,回来只要一扭钥匙,汽车就启动了,爱思考的小东同学对此感到很好奇,通过百度查询,得知这里面的原理是刚学不久的自感现象!为了把原理说明白,小东设计了如图4电路:如图所示,电池电动势为E、内阻可以忽略不计,L是一个匝数很多且有铁芯的线圈,其直流电阻为r,a、b之间的定值电阻阻值为R。然后小明设想了这样一组操作过程:先将开关S接通,电路稳定后,断开S。
①断开S瞬间,线圈L相当于电源,其电动势的大小为 。
②若R不是一个定值电阻,而是两个彼此靠近的金属电极,试说明断开S瞬间,两电极间产生电火花的原因 。
5.某物理课外活动小组学习了“测量电源的电动势和内阻”后,设计了如图甲所示的实验电路。
(1)若闭合开关S1,将单刀双掷开关S2掷向a,改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U,处理数据得到如图乙所示图象,写出-关系式 。
(2)若断开S1,将单刀双掷开关S2掷向b,改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I,处理数据得到如图丙所示图象,写出-R关系式 。
(3)同学们对实验结果进行了误差分析,发现将两个图象综合利用,完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图象乙和丙的纵轴截距分别为b1、b2,斜率分别为k1、k2,则电源的电动势E= ,内阻r= 。
(4)不同小组的同学用不同的电池组(均由同一规格的两节干电池串联而成),按照(1)中操作完成了上述实验后,发现不同组的电池组的电动势基本相同,只是内电阻差异较大,同学们选择了内电阻差异较大的Ⅰ、Ⅱ两个电池组做进一步探究,对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系,以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想,并分别画出了下列的P-R和P-U图象。若已知Ⅰ电池组的内电阻较大,则下列各图中可能正确的是 (填正确选项标号)。
A、B、C、D、
6.为精准测量一节干电池的电动势和内阻,某同学设计了图甲所示的电路。
实验器材有:干电池一节、滑动变阻器(最大阻值为)、电流表A(量程为,内阻约为)、灵敏电流表G(满偏电流,内阻)、固定电阻、、开关、导线。
(1)连接好电路,将滑动变阻器的滑片滑至 ,(选填“最左端”或“最右端”)检查无误后,闭合开关;
(2)调整滑片的位置,读出多组电流表A的示数,和灵敏电流表G的示数,将记录的数据做出图像如图乙所示,电源的电动势为 V,内阻为 (结果均保留小数点后2位)。
7.随着全世界开始倡导低碳经济的发展,电动自行车产品已越来越受到大家的青睐,某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻,设计了如图所示电路,提供的实验器材有:
方案编号
电阻箱的阻值R/Ω
1
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
2
100.0
85.0
70.0
55.0
40.0
3
40.0
30.0
25.0
20.0
15.0
A.电动车电池一组, 电动势约为 12V,内阻未知
B.直流电流表量程300mA, 内阻很小
C.电阻箱R,阻值。范围为0~999.9Ω
D.定值电阻R0,阻值为10Ω
E.导线和开关
(1)断开电源开关S,将多用表选择开关置于×10Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为 Ω。
(2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值为的定值电阻的电流I,下列三、组关于R的取值方案中,比较合理的方案是 (选填方案编号1、2或3)。
(3)根据实验数据描点,绘出的图像是一条直线。若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E= ,内阻r= (用k、b和R0表示)。
8.一兴趣小组要测一节干电池的电动势(约1.5V)和内阻(小于1Ω),借助以下实验器材进行实验。
A.毫安表mA(量程0~600mA,内阻约为0.1Ω);
B.微安表G(量程0~400µA,内阻为100Ω);
C.滑动变阻器R1(0~20Ω);
D.滑动变阻器R2(0~1kΩ);
E.电阻箱R(0~9999.9Ω);
F.定值电阻R01(阻值为2.50Ω);
G.定值电阻R02(阻值为10.00Ω);
H.开关、导线若干。
(1)将微安表G改装为量程2V的电压表,该小组应将电阻箱调到的阻值为 Ω。
(2)该小组设计电路原理图如图1所示,则应该选择的滑动变阻器为 ,定值电阻为 (填器材对应的符号)。
(3)请写出定值电阻在实验中所起的两个作用: 。
(4)该小组根据记录的数据,作出微安表G的示数I1随毫安表mA的示数I2变化的图像如图2所示,则该节干电池的电动势E= V,内阻r= Ω。(保留2位小数)
9.某同学利用下列器材测量干电池的电动势和内阻;
i.电压表V1、V2,量程均为3V,内阻均约为3kΩ
ii.电流表A,量程为0.6A,内阻小于1Ω
ⅲ.定值电阻R0,阻值R0=2Ω
iv.滑动变阻器R,最大阻值为10Ω
v.两节相同的干电池,导线和开关若干
(1)某同学按照图甲所示的电路进行实验,记录多组电流表和电压表的示数(I,U)在坐标纸上描点连线作出U-I图像,测得的电动势和内阻均小于真实值,这种误差属于 (选填“系统误差”或“偶然误差”),产生该误差的原因是 ;
(2)实验中,由于电流表发生了故障,某同学又设计了如图乙所示的电路继续进行实验,调节滑动变阻器,记录多组电压表的示数(U1,U2),在坐标纸上描点连线作出U2-U1图像,如图丙所示,则一节电池的电动势E测= ,内阻r测= (结果保留两位有效数字);
(3)一节电池的内阻r测 (选填“大于”“等于”或“小于”)它的真实值。
10.某实验小组要用电阻箱和电压表测量某型号电池组的电动势E和内阻r,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(a)所示的实验电路,既能实现对该电压表内阻的测量,又能利用该表完成该电池组电动势和内阻的测量。他用到的实验器材有:待测电池组(电动势约4V,内阻约50Ω)、双向电压表(量程为3V,内阻约为2kΩ)、电阻箱R1(0~9999Ω)、滑动变阻器R2(0~200Ω)、一个单刀双掷开关及若干导线。
(1)按照图(a)所示的电路图在图(b)中画出正确的实物连接图 。
(2)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的滑片滑至最左端,将电阻箱R1阻值调为0,将开关掷向 (选填“1”或“2”)位置。
②调节R2的滑片,使电压表的示数达到满偏;
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,若测得电压表内阻为2kΩ,可分析此测量值应 真实值。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)接下来测量电源电动势和内阻,实验步骤如下:
①将R2的滑片移到最左端,不再移动,将开关拨至 (选填“1”或“2”)位置。
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②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总阻值记录为R,作出-图像,如图(c)所示。其中横轴截距为b,斜率为k,则电动势E的表达式为 ,内阻r的表达式为 。(用字母k和b表示)
11.一实验小组要测量某电源的电动势和内阻。所用器材为:电压表(量程1V;内阻未知),电阻箱(最大阻值9999.9Ω),定值电阻R01=300Ω,定值电阻R02=3000Ω。先利用图甲所示电路测量电压表的内阻,再利用图乙所示电路测量电源的电动势和内阻(甲、乙两图中使用的是同一电源)。
(1)按图甲连接好电路,将电阻箱的阻值调到最大,闭合S。调节电阻箱的阻值,当电压表示数为0.5V时,电阻箱接入电路的阻值为7470Ω;继续调节,当电压表示数为1V时,电阻箱接入电路的阻值为2985Ω。若忽略电源内阻的影响,则电压表的内阻为 Ω,此值 (填“大于”、“小于”或“等于”)实际值。
(2)图乙电路中,用定值电阻R0扩大电压表的量程,使其接近电源电动势,则应选取 (填“R01”或“R02”)。
(3)将图乙电路中S闭合,调节电阻箱阻值R,读取电压表对应的示数U(原刻度盘没变),利用R、U数据绘制图像如图丙,所得图线为直线,其纵截距为a,直线上某点的坐标为(c,b)。原电压表内阻用RV、定值电阻的阻值用R0表示,忽略改装后电压表对电路的影响,则电源电动势的测量值可表示为 ,内阻的测量值可表示为 。
12.某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。
A.待测电源;
B.电阻箱R(最大电阻值为);
C.定值电阻(电阻值为);
D.小量程电流表G(内阻不计);
E.开关、导线若干。
该同学设计的实验电路图如图甲所示
(1)在闭合开关前,电阻箱应调到 (填“最大值”“中间值”“最小值”)。
(2)该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流,则电阻箱的阻值R、小量程电流表的示数I、电源的电动势E、内阻r和定值电阻之间的关系为 。
(3)名次改变电阻箱的阻值R,读出对应电流表的示数I,作出图像如图乙所示,则电源的由动势 、内阻 。(结果均保留2位有效数字)
13.(1)在“伏安法测电阻”的实验中,待测电阻约为200Ω,电压表V的内阻约为2kΩ,电流表A的内阻约为1Ω,测量电路如图甲或图乙所示,电阻测量值由公式计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙电路电阻的测量值分别记为和,则 (选填“”或“”)更接近待测电阻的真实值;该测量值 (选填“大于”、“等于”或“小于”)待测电阻的真实值。
(2)在“测定电源的电动势和内电阻”的实验中,备有下列器材:
A.待测的干电池一节
B.电流表(量程0~3mA,内阻)
C.电流表(量程0~0.6A,内阻)
D.滑动变阻器(0~20Ω,1.0A)
E.电阻箱(0~9999.9Ω)
F.开关和若干导线
①某同学发现上述器材中没有电压表,他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表,其量程为0~3V,并设计了图甲所示的a、b两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路),其中合理的是 (选填“a”或“b”)电路;此时的阻值应取 Ω。
②如图为该同学根据合理电路所绘出的图象(为电流表的示数,为电流表的示数)。根据该图线可得被测电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
答案
第九节
1. 0.400 1.0×10-6-1.2×10-6 1.1-1.5
【详解】(1)[1]图乙所示螺旋测微器可知,其示数为0.400mm;
(2)①[2]应用描点连线法作出图线如图所示
[3]图像的斜率为
联立
和
可得
[4]代入数据得
则可求得
②[5] 由图丙中关系图线可读出纵轴截距为1.8,此时待测电阻为零,由闭合电路欧姆定律得
可得
2. 该同学将连接最后一根线前,电阻箱不能为零,应使其阻值调至最大; ; 1.4; 1.2; 1.0
【分析】(1)明确实验中安全性要求,知道开关应最后闭合,电阻箱在开始时应调至最大;
(2)根据描点法可得出对应的图象,再根据闭合电路欧姆定律列式,结合图象即可确定电动势和内电阻;
(3)根据电路进行分析,明确误差情况,再根据欧姆定律求出电流表内阻,从而确定电动势和内阻的准确值.
【详解】(1) 由图可知,该同学将连接最后一根线前,电阻箱不能为零,应使其阻值调至最大;
(2) 根据描点法可得出对应的图象如图所示;
根据闭合电路欧姆定律可知,
,变形可得:
由图可知,,r=1.2Ω;
(3) 本实验相当于采用的是相对电源的电流表内接法,故测量结果中电动势是准确的,故电动势 1.43V,而内电阻的结果中包含电流表内阻;由图可知,电压表示数为65mV,由欧姆定律可知,电流表内阻,,故电源内阻为1.2-0.2=1.0Ω.
【点睛】本题考查测量电动势和内电阻的实验,要注意明确实验原理,注意数据处理的基本方法,明确图象的准确应用是解题的关键.
3. 1.40 7.5 等于
【详解】(1)[1]因为改装后的电流表量程扩大为原来的20倍,则由题意可得
则改装后的电流表内阻为
(2)[2][3]由闭合电路欧姆定律可得
结合图乙可得
E=1.40V
解得
[4]由题意与电路图可知,改装后的电表内阻可求,可以将其等效为电源内阻进行计算,同时电压表的接法并没有忽略掉电压表的电流,从而使得电源内阻的测量值等于实际值。
4. 9 电流表 变小 两靠近的金属电极间电阻极大(接近无穷大),由E自=I(R+r)可知,断开S瞬间,L中产生的自感电动势极大,两个电极间的电压就会极高,因此极易击穿空气发生火花放电。
【详解】(1)①[1] 由于器材中没有列出电压表,但有电流表和电阻箱,所以用安阻法(即电流表与电阻箱串联,与保护电阻R0构成回路,设计电路如图所示
②[2] 欧姆表的读数为指针示数与倍率的乘积,故此时欧姆表的示数
[3] 由于电源、开关均无问题,测量的R0和电阻箱均有示数,那么断点就在电流表,故电流表发生故障。
(2)[4] 当在锌中能入电流I时,锌中带正电的粒子q在洛伦兹力的作用上向上表面偏,在上下表面形成电势差,当带正电的粒子稳定时有
即
再由微观表示电流
此处
解得
从此式可以看出,当c增大时,UH变小。
(3)①[5] 在图4中,先接通S,电路稳定时线圈中的电流,再断开S,在这一瞬间,线圈相当于电源,等效电动势
②[6] 断开一瞬间,自感电动势,当时
两靠近的金属电极间电阻极大(接近无穷大),由E自=I(R+r)可知,断开S瞬间,L中产生的自感电动势极大,两个电极间的电压就会极高,因此极易击穿空气发生火花放电。
5. BC
【详解】(1)[1]若闭合电键S1,将单刀双掷电键S2掷向a,改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U,根据闭合电路欧姆定律可知
则
(2)[2]根据闭合电路欧姆定律
变形得到与R的关系式
(3)[3][4]由题图所示电路图可知,利用伏阻法时,由于电压表的分流作用,通过电源的电流大于,这是造成系统误差的原因。若考虑通过电压表的电流,则表达式为
则
则
利用安阻法时,考虑电流表内阻,可得
即
则图丙中图像的斜率的倒数等于电源的电动势E,即
那么根据
,
可得
,
(4)[5]AB.根据电源的输出规律可知,当内外电阻相等时输出功率最大,当外电阻大于内电阻时,随着外电阻的增大,输出功率将越来越小,又由
可知,电动势相同,内阻越小,最大输出功率越大,Ⅰ的电阻大于Ⅱ的电阻,所以Ⅱ的最大功率大于Ⅱ的最大功率,故A错误,B正确。
CD.当内、外电阻相等时,输出功率最大,此时输出电压为电动势的一半,且电池组Ⅱ的输出功率比Ⅰ的大,而当外电路断开时,路端电压等于电源的电动势,此时输出功率为零,故C正确,D错误。
故选BC。
6. 最左端 1.44/1.45/1.46 0.40/0.41/0.42/0.43
【详解】(1)[1]为了保护电路,所以连接好电路,将滑动变阻器的滑片滑至最左端,检查无误后,闭合开关。
(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距为
解得电源的电动势为
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
7. 70 2
【详解】(1)[1]将多用表选择开关置于×10Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为
(2)[2]为减小电流表的读数误差,电流表指针偏转角度应该尽量大于三分之一,即电流范围为
根据欧姆定律
可知总电阻范围为
减去定值电阻,即电流表内阻和电源内阻加上电阻箱电阻应该大于等于30Ω而小于等于110Ω,由于电流表内阻很小,可忽略不计,故应该选方案2。
(3)[3][4]根据闭合电路欧姆定律有
可得
可知图像的斜率为
解得
图像的纵轴截距为
解得
8. 4900 保护电路,增大改装后的电压表电压的变化范围 1.44 0.50
【详解】(1)[1] 将微安表G改装为量程2V的电压表,当微安表满偏时,微安表和电阻箱两端电压之和应为2V,有
解得
(2)[2][3]为操作方便,滑动变阻器选择阻值范围较小的。为保证测量的精确度,用于增大改装后的电压表电压的变化范围的定值电阻不宜过大,故选。
(3)[4] 定值电阻有保护电路和增大改装后的电压表电压的变化范围的作用。
(4)[5][6]根据闭合电路欧姆定律有
整理得
结合图像可知
解得
E=1.44V,
9. 系统误差 未考虑电压表分流 1.3V 0.88±0.02Ω 小于
【详解】(1)[1][2]流过电流表的电流不是流过干路的电流,产生误差的原因是电压表的分流造成的,这种误差是由于电路结构和电表造成的,属于系统误差;
(2)[3][4]由闭合电路欧姆定律可知,
变形可得
则有,当时
即有
由图像可知,代入数据解得
(0.88±0.02Ω)
(3)[5]由于电压表的分流作用,导致一节电池的内阻r测小于它的真实值。
10. 1 大于 2
【详解】(1)[1]根据原理图连接对应的实物图。
(2)[2][3]为了测量电压表内阻,开关应掷向1。滑动变阻器滑片位置不变,则电压表与电阻箱两端电压不变,电压表示数变为满偏电压的一半,则电阻箱分压与电压表分压相等,电压表内阻与电阻箱接入电路的阻值相等,则电压表内阻RV=R1。调节电阻箱阻值使电压表示数变为满偏电压的一半时,电路总电阻变大,电路总电流变小,电阻箱与电压表两端总电压变大,当电压表示数变为满偏电压一半时,电阻箱两端电压大于电压表满偏电压一半,电阻箱阻值大于电压表内阻,如果认为电压表内阻等于电阻箱阻值,则电压表内阻的测量值偏大。
(3)[4]测电源电动势与内阻,应将开关S拨至2位置,将R2的滑片移到最左端,不再移动。
(4)[5][6]由图示电路图可知,在闭合电路中,电源电动势
E=U+Ir=U+r
则
=·-
由图示图像可知,图像横轴截距
b=
图像斜率
k=
则电源电动势
E=
电源内阻
r=
11. 1500 大于
【详解】(1)[1] [2]忽略电源内阻的情况下,电压表与电阻箱的电压之和为定值,即
代入数据解得
考虑电源内阻情况下
得
测量值大于实际值。
(2)[3]由(1)可知,电源电动势约为2.99V,选取阻值为3000Ω的定值电阻可以将电压表量程扩大为3V。
(3)[4] [5]根据闭合电路欧姆定律
即
结合图像有
,
所以
,
12. 最大值
【详解】(1)[1] 在闭合开关前,电阻箱应调到最大值。
(2)[2]根据电路图,由闭合电路的欧姆定律得
(3)[3][4]可得
由图示−图象可知,图象的斜率
纵轴截距的绝对值
解得电源电动势
电源内阻
13. 大于 b 990 1.48(1.45~1.55之间均可) 0.86(0.85~1.05之间均可)
【详解】(1)[1]由于
所以选择图甲所示的电路来测量较准确,即更接近待测电阻的真实值;
[2]根据
可知,由于电压表的读数大于待测电阻两端的实际电压,所以电阻的测量值偏大;
(2)[3]电源的电动势为1.5V,电压表的量程为3V即可,则应把电流表与电阻箱串联组成电压表;如果用电流表,则改装后的电压表量程太大,读数误差也较大,所以比较合理的是b电路;
[4]根据欧姆定律可得
解得
[5]由图b所示的电路可知,在闭合电路中有
整理得
由图所示的纵轴截距和斜率可得
联立解得
[6]由上小题两式可联立解得
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