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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
某实验小组欲测量新、旧电池的电动势$E$和内阻$r$,实验室提供了以下器材:
待测新电池一节(电动势约为$1.5\;\rm V$,内阻约为$0.5\;\rm \Omega$)
待测旧电池一节(电动势约为$1.2\;\rm V$,内阻约为$2\;\rm \Omega$)
电压表$\rm V$(量程$0\sim3\;\rm V$,内阻约为$3\;\rm k\Omega$)
电流表$\rm A$(具有一定内阻,量程$0\sim0.6\;\rm A$)
滑动变阻器$R_{1}$($0 ∼ 10\;\rm \Omega,$额定电流$2\;\rm A$)
滑动变阻器$R_{2}$($0 ∼ 200\;\rm \Omega,$额定电流$0.5\;\rm A$)
定值电阻$R_{3}$(阻值$20.0\;\rm \Omega$,额定功率$10\;\rm W$)
定值电阻$R_{4}$(阻值$2.0\;\rm \Omega$,额定功率$5\;\rm W$)
开关$\rm S$,导线若干
如图($a$)为实验电路原理图
请用笔画线代替导线在图($b$)中完成实物连接图;
见解析
"]]根据图示电路图连接实物电路图
为了更准确地测量新电池的电动势和内阻,滑动变阻器应选用 (填“$R_{1}$”或“$R_{2}$”),保护电阻应选用 (填“$R_{3}$”或“$R_{4}$”);
为方便实验操作,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择$R_{1}$,电池电动势约为$1.5\;\rm V$,保护电阻不能太大,保护电阻应选择$R_{4}$;
实验小组根据测量新电池得到的数据,在坐标纸上画出了$U-I$图像($U$为电压表读数,$I$为电流表读数),如图所示。由图像可得新电池的电动势$E=$ $\;\rm V$,内阻$r=$ $\;\rm \Omega$(结果均保留两位小数);
根据闭合电路欧姆定律有$U=E − I(r+R_{0})$
结合图乙可知电动势$E ≈ 1.45\;\rm V$
图像斜率的绝对值$|k|=\dfrac{1.45-0.7}{0.30}\;\rm \Omega=r+R_{0}$
代入题中数据,解得$r=0.50\;\rm \Omega$;
若考虑电流表和电压表内阻对实验结果的影响,对于旧电池,同样采用上述实验方法,由于电压表分流导致的测量误差会比新电池的 (填“大”或“小”)。
旧电池电动势小于新电池电动,旧电池内阻大于新电池内阻,旧电池相对于新电池,电压表的分流相对较小,造成的实 验误差较小。
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