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高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题题目答案及解析如下,仅供参考!
选修3-1
第二章 恒定电流
2.7 闭合电路的欧姆定律
闭合电路的欧姆定律基本问题
某小组将电流表改装成欧姆表,所用器材有电源(电动势$E=1.5\;\rm V$,内阻不计),电流表(满偏电流$I_{g}=100\mu A$,内阻$R_{g}=100\;\rm \Omega$),电阻$R_{0}=500\;\rm \Omega$,滑动变阻器$R(0 ∼ 20\;\rm k\Omega)$,导线若干,电路如图。
欧姆调零时,应先将$A$、$B$ ,再调节滑动变阻器,使电流表示数为 $\rm \mu A$,此时滑动变阻器的阻值为 $\;\rm k\Omega$。
欧姆表在使用前需要调零,这个过程需要将红黑表笔短接,即图中的$A$、$B$点短接;
欧姆表短接调零需要将指针调到电流表$\rm G$满偏的状态,即让$G$表示数为$100\;\rm \mu A$;
因为电源内阻不计,调零过程中根据闭合电路欧姆定律可知$I_{\text{g}}=\dfrac{E}{R_{g}+R_{0}+R_{P}}=100 \times 10^{- 6}\;\rm \text{A}$
解得$R_{P}=\dfrac{E}{I_{\text{g}}}-R_{g}-R_{0}=14.4\;\rm k\Omega$
调零后,在$A$、$B$间接入电阻$R_{x}$,当电流表示数为$60\;\rm \mu A$时,$R_{x}$为 $\;\rm k\Omega$。
当欧姆表的示数是$60\;\rm \mu A$时,根据$I= \dfrac{E}{R_{内}+R_{\text{x}}}$,$R_{内}=\dfrac{E}{I_{\text{g}}}$
代入数据可得$R_{\text{x}}=\dfrac{E}{I}-R_{内}=\dfrac{E}{I}-\dfrac{E}{I_{\text{g}}}=\dfrac{1.5}{60 \times 10^{-6}}-15000\;\rm \Omega=10000\;\rm \Omega=10\;\rm k\Omega$
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