有两组同学进行了如下实验:(1)甲组同学器材有:电源,滑动变阻器,电流表A1(0-200mA,内阻约11Ω),电流表A(0-300mA,内阻约8Ω),定值电阻R1=24Ω,R2=12Ω,开关一个,导线若干

◎ 题目

有两组同学进行了如下实验:
(1)甲组同学器材有:电源,滑动变阻器,电流表A1(0-200mA,内阻约11Ω),电流表A(0-300mA,内阻约8Ω),定值电阻R1=24Ω,R2=12Ω,开关一个,导线若干。为了测量A1的内阻,该组同学共设计了下图中A、B、C、D四套方案:

其中最佳的方案是______套,若用此方案测得A1、A2示数分别为180 mA和270mA,则A1的内阻___Ω。
(2)乙组同学将甲组同学的电流表A1拿过来,再加上电阻箱R(最大阻值9.9Ω),定值电阻R0=6.0Ω,一个开关和若干导线用来测量一个电源(电动势E约为6.2V,内阻r约为2.1Ω)的电动势及内阻。请在方框中画出设计电路图。

若记录实验中电阻箱的阻值R和对应的A1示数的倒数,得到多组数据后描点作出R-图线如图所示,则该电源的电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)

◎ 答案

(1)D,12;(2)电路如图所示,6.0,2.0.

◎ 解析


试题分析:(1)要想测得A1的内阻应测出流过其中的电流及两端的电压,但由题意可知,题目中没有给出电压表,故可以考虑采用两个电流表充当电压表进行测量;图中AB采用了此种方法,但是由于两电流表内阻均不是已知量,只是约数,无法正确测出电阻值;
故可以采用并联电路的分流原理,则定值电阻分流,则可通过并联电路的电流规律求得并联部分的电压;CD采用的即为此种方法;C中分流电阻采用了12Ω的电阻,则电流表A2中流过的电流为A1中电流的两倍;容易损坏电表;而D中采用了大电阻,则A1满偏时,A2中电流约为:,则能准确的得出数据,故选D方案为最佳方案;由并联电路的规律可知,定值电阻中的电流为270-180=90mA;则电流表内阻为:
(2)测电动势和内电阻需要得出路端电压和电流;但若把电阻箱和电源串联,电路中最小电流为:,超过A1的量程,故应采用定值电阻分流;电路如图所示;

故闭合电路欧姆定律可知:,整理的:,故图象中的斜率等于,故:E=6.0V;图象与纵坐标的交点为-6.0=-r-4,解得:r=2.0;

◎ 知识点

    专家分析,试题“有两组同学进行了如下实验:(1)甲组同学器材有:电源,滑动变阻器,电流表A1(0-200mA,内阻约11Ω),电流表A(0-300mA,内阻约8Ω),定值电阻R1=24Ω,R2=12Ω,开关一个,导线若干…”主要考查了你对  【实验:练习使用示波器】,【实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线】,【实验:伏安法测电阻】,【实验:探究影响导体电阻的因素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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