稿件来源:高途
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
为测量某叠层电池的电动势$E$和内电阻$r$,该同学利用下列器材设计了如图$1$所示的测量电路:
$\rm A$.待测电池
$\rm B$.定值电阻$R_{0}$($30.0\;\rm \Omega$)
$\rm C$.理想电压表$\rm V$$_{1}$(量程为$15\;\rm V$)
$\rm D$.理想电压表$\rm V$$_{2}$(量程为$3\;\rm V$)
$\rm E$.滑动变阻器$R$(最大阻值为$500\;\rm \Omega$)
$\rm F$.开关一个,导线若干
回答下列问题
闭合开关前,应将滑动变阻器$R$的触头置于 (选填“最左端”或“最右端”);
为保护电压表,闭合开关前,应将滑动变阻器有效阻值调至最大,故$R$的触头置于最左端。
实验中,调节$R$触头的位置,发现当电压表$\rm V$$_{1}$读数为$6.0\;\rm V$时,电压表$\rm V$$_{2}$读数为$1.96\;\rm V$,此时通过电源的电流为 $\;\rm mA$;(结果保留$3$位有效数字)
电压表为理想电表,则电流为$I = \dfrac{U_{2}}{R_{0}} = \dfrac{1.96}{30}\rm A \approx 0.0653\;\rm A = 65.3\;\rm mA$
多次改变$R$接入电路的电阻,读出多组$V_{1}$和$V_{2}$的示数$U_{1}$、$U_{2}$,将($2$)中的点描在图$2$中,连同已描出的点作出$U_{1}﹣U_{2}$的图像;
见解析
"]]描出$U_{1}$为$6.0\;\rm V$,$U_{2}$为$1.96\;\rm V$的点如图,拟合已描出的点,让尽可能多的点分布在线上,或均匀分布在线的两侧,做出$U_{1}-U_{2}$的图像如图所示
由$U_{1}-U_{2}$图像可知该叠层电池的电动势$E=$ $\;\rm V$,内电阻$r=$ $\;\rm \Omega$;(结果保留$3$位有效数字)
根据闭合电路欧姆定律$E = U_{1} + \dfrac{U_{2}}{R_{0}}r$
整理得$U_{1} = E - \dfrac{r}{R_{0}}U_{2}$
可知$U_{1}-U_{2}$图像纵轴截距等于电源电动势,则有$E=14.0\;\rm V$
$U_{1}-U_{2}$图像的斜率绝对值为$|k| = \dfrac{r}{R_{0}} = \dfrac{14.0 - 1.0}{3.2}$
解得电源内阻为$r = \dfrac{14.0 - 1.0}{3.2} \times 30.0\;\rm \Omega \approx 122\;\rm \Omega$
若仅考虑电压表$\rm V$$_{2}$内阻的影响,测得的电动势$E_{测}$ $E_{真}$,测得的电动势$r_{测}$ $r_{真}$。(选填“$\lt $”“$\gt $”或“$=$”)
若仅考虑电压表$\rm V_{2}$内阻的影响,则$E = U_{1} + (\dfrac{U_{2}}{R_{0}} + \dfrac{U_{2}}{R_{V}})r$
化简可得$U_{1} = E - \dfrac{(R_{V} + R_{0})r}{R_{0}R_{V}}U_{2}$
由此可知,电动势测量无误差,内阻测量值大于实际值,则$E_{测}=E_{真}$,$r_{测}\gt r_{真}$。
高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题题目答案及解析(完整版)