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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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

用如图甲所示的电路来测量干电池的电动势$E$和内阻$r$,电阻丝的电阻率$\rho$及电流表的内阻$r_{0}$$AB$是一段粗细均匀、总电阻较大的电阻丝,已知定值电阻的阻值为$R_{0}$,电阻丝的横截面积为$S$。调节滑片$P$,记录电流表的示数$I$、理想电压表的示数$U$以及相对应的$PB$的长度$x$,绘制出如图乙所示的$U﹣I$关系图像和如图丙所示的$\dfrac{U}{I} - x$关系图像;回答下列问题:

由乙图所给的条件和题干所给的条件可测得$E=$                 $r=$                 

[["$b$","$\\dfrac{b}{a} - R_{0}$"]]

由图甲根据闭合电路欧姆定律可以得到:$U=E-I(R_{0}+r)$,由图乙所示$U-I$图像的纵截距和斜率可知,电源电动势:$E=b$

电源内阻:$r = \dfrac{\Delta U}{\Delta I} - R_{0} = \dfrac{b}{a} - R_{0}$

对丙图$\dfrac{U}{I} - x$关系图像的表达式为                 (表达式中不含$c$$d$)。

[["$\\dfrac{U}{I} = \\dfrac{\\rho}{S}x + r_{0}$$d$"]]

设电阻丝接入电路的阻值为$R_{x}$,电流表内阻为$r_{0}$,由欧姆定律得:$R_{x} + r_{0} = \dfrac{U}{I}$

由电阻定律可知:$R_{x} = \rho\dfrac{x}{S}$

联立整理得:$\dfrac{U}{I} = \dfrac{\rho}{S}x + r_{0}$

由乙图所给的条件和题干所给的条件可测得$r_{0}=$                 $\rho=$                 

[["$d$","$\\dfrac{dS}{c}$"]]

$x=0$时,图像纵坐标的截距即为电流表的内阻:$r_{0}=d$

由乙图所给的条件和题干所给的条件可测得由图$\dfrac{U}{I} - x$图像可知,图像斜率:$k = \dfrac{\rho}{S} = \dfrac{d}{c}$

电阻率:$\rho = kS = \dfrac{dS}{c}$

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