高中 | 闭合电路的欧姆定律基本问题 题目答案及解析

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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

利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻,要求尽量减小实验误差。

应该选择的实验电路是图$1$中的                 (选项“甲”或“乙”);

[["甲"]]

干电池内阻较小,为减小实验误差,应采用相对于电源的电流表外接法,故实验电路应选甲图所示电路图。

现有电流表($0\sim 0.6\;\rm A$)、开关和导线若干,以及器材,实验中电压表应选用 $(\quad\ \ \ \ )$(选填相应器材前的字母)

["

电压表($0\\sim 15\\;\\rm V$

","

电压表($0\\sim 3\\;\\rm V$

","

滑动变阻器($0\\sim 20\\;\\rm \\Omega$

","

滑动变阻器($0\\sim 100\\;\\rm \\Omega$

"]
[["BC"]]

一节干电池电动势约为$1.5\;\rm V$,故电压表应选$B$

为方便实验操作,使电表示数变化明显,滑动变阻器应选择阻值较小的,故选:$\rm C$

某同学根据实验记录的数据,做出如图$2$所示的图线,根据图线可得,内电阻$r=$                 $\;\rm \Omega$(结果保留两位有效数字);

[["$0.82$"]]

根据闭合电路欧姆定律得:$U=E-Ir$

结合图$2$所示的$U-I$图像,可得电源内阻为:$r = |\dfrac{\Delta U}{\Delta I}| = \dfrac{1.49 - 1.00}{0.60}\Omega \approx 0.82\;\rm \Omega$

这位同学对以上实验进行了误差分析,其中正确的是 $(\quad\ \ \ \ )$

["

实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用

","

实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用

","

实验测出的电动势小于真实值

","

实验测出的内阻大于真实值

"]
[["AC"]]

$\rm AB$.由图$1$所示电路图甲,由于电压表分流作用,使所测电流小于流过电源电流的真实值,使实验产生的系统误差,故$\rm A$正确,$\rm B$错误;

$\rm C$.当外电路短路时($U=0$),电流的测量值等于真实值,除此之外,由于电压表的分流作用,电流的测量值小于真实值,电源的$U﹣I$图像如图所示,根据图像的纵轴截距等于电源的电动势,可知电源电动势的测量值小于真实值,故$\rm C$正确;

$\rm D$.根据电源的$U﹣I$图像的斜率的绝对值等于电源的内阻,由图像可知,电源内阻测量值小于真实值,故$\rm D$错误。

故选:$\rm AC$

实验中,随着滑动变阻器滑片的移动,电压表的示数$U$及干电池输出功率$P$都会发生变化,则图$3$中能正确反映$P﹣U$图像关系的是                 

[["$C$"]]

干电池输出功率$P=IU$

由闭合电路欧姆定律得:$I = \dfrac{E - U}{r}$

联立解得:$P = - \dfrac{1}{r}U^{2} + \dfrac{E}{r}U$

可知$P-U$图像是一条开口向下的抛物线,故$C$正确。

故选:$C$

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