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(2016·四川高考)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3 V,内阻约2 Ω),保护电阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关导线若干。
实验主要步骤:
(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;
(ⅲ)以U为纵坐标,I为横坐标,作UI图线(U、I都用*单位);
(ⅳ)求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用________;电流表最好选用______。
A.电压表(0~3 V,内阻约15 kΩ)
B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
C.电流表(0~200 mA,内阻约2 Ω)
D.电流表(0~30 mA,内阻约2 Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱
(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式,E=______,r=________,代入数值可得E和r的测量值。
【回答】
(1)A C (2)C (3)ak k-R2
【解析】:(1)电路中电压表的内阻越大分流越小,实验误差越小,故选内阻大的电压表,故电压表选A。回路中电流的最大值Imax=≈158 mA,故电流表选C。
(2)当电压表示数变大时,说明外电路电阻变大,即滑片从左向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,对于A、B两选项,在滑片移动的过程中回路电阻不变,选项C中滑片向右移动时回路电阻变大,选项D中,滑片向右移动时回路电阻变小,故选项C正确。
(3)根据闭合电路欧姆定律,得E=U+I(R2+r),即U=E-I (R2+r),所以k=R2+r,所以r=k-R2,横截距为U=0时,I=a,即0=E-ak,所以E=ak。
知识点:闭合电路的欧姆定律
题型:实验,探究题
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