| 闭合电路的欧姆定律基本问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

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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

某物理实验小组利用实验室已有器材制作一简易欧姆表,并测量电阻$R_{x}$的阻值。

如图甲所示,先用标准多用电表对$R_{x}$的阻值进行粗测,若所选挡位为“$\times 10\;\rm \Omega$”,则$R_{x}$的阻值读数为                 $\;\rm \Omega$

[["$140$"]]

读数为$14\times10\;\rm \Omega=140\;\rm \Omega$

现有器材:

电源(电动势$E=12\;\rm V$,内阻$r=1\;\rm \Omega$);

电流表(满偏电流$I_{g}=100\;\rm mA$,内阻$R_{g}=100\;\rm \Omega$);

变阻器$R$(最大阻值$50\;\rm \Omega$);

导线及红、黑表笔。

现设计如图乙所示原理图,将红、黑表笔直接接触,调节变阻器$R$的阻值,使电流表指针满偏,则此时变阻器$R$的阻值$=$                 $\;\rm \Omega$

[["$19$"]]

欧姆调零电流表满偏时虚线框内部总阻值$R_{内}=\dfrac{E}{I_{g}}= \dfrac{12\;\text{V}}{0.1\;\text{A}}=120\;\rm \Omega$

可得$R=R_{总}-R_{g}-r=19\;\rm \Omega$

将红、黑表笔之间接入待测电阻$R_{x}$,此时电流表读数为$50\;\rm mA$,则可进一步求得$R_{x}$阻值为                 $\;\rm \Omega$。若发现电源老化电动势减小,但可以欧姆调零,则上述所测$R_{x}$阻值将                 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。

[["$120$","大于"]]

$\dfrac{I_{g}}{2}=\dfrac{E}{r+ R_{g}+R+R_{x}}$

解得$R_{x}=120\;\rm \Omega$

电动势降低,根据$E=I_{g}R'_{内}$

可知调零后内阻偏小,接待测电阻后$I=\dfrac{E}{R'{}_{内}+R_{x}}=\dfrac{I_{g}R_{内}'}{R'_{内}+R_{x}}=\dfrac{I_{g}}{1+\dfrac{R_{x}}{R_{内}'}}$

可得$I$偏小,即电流表指针偏角变小,则测量值偏大。

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