2.某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的電路來測量某一電源的電動勢和內(nèi)電阻,圖中為內(nèi)阻可以忽略的電流表,為電壓表,R是滑動變阻器,三個開關(guān)都處于斷開狀態(tài).
(1)他設(shè)計的實驗步驟是:①閉合S1斷開S2,S3置1,讀兩表示數(shù)I1、U1;②閉合S1斷開S2,S3置2,讀電壓表示數(shù)U2;③閉合S1和S2,S3置1,讀兩表示數(shù)I3、U3;則被測電源的電動勢和內(nèi)電阻各是多少?
(2)若實驗中由于接觸不良而不能使用,該同學(xué)被迫將滑線變阻器換成電阻箱重新實驗,他將測得的多組I-R數(shù)據(jù)繪制成圖2所示的圖線,由圖可知待測電源的電動勢和內(nèi)電阻各是多少?

分析 (1)測電動勢和內(nèi)電阻,只需得出電流值及電壓值即可;分析電流與電壓的關(guān)系,由閉合電路歐姆定律可得出符合本實驗的公式,再利用函數(shù)關(guān)系即可求得電動勢和內(nèi)電阻;
(2)故斷開電鍵K,將開關(guān)S與D連接,調(diào)節(jié)電阻箱R,得到多組R、I值,由閉合電路歐姆定律畫出$\frac{1}{I}$-R圖象,由圖象的斜率及截距的意義即可求得電動勢和內(nèi)電阻.

解答 解:(1)設(shè)電源的電動勢是E,內(nèi)阻為r,則:
E=U1+I1•r
E=U3+I3r
聯(lián)立得:$E=\frac{{I}_{3}{U}_{1}-{I}_{1}{U}_{3}}{{I}_{3}-{I}_{1}}$,$r=\frac{{U}_{3}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{3}}$
(2)若用電阻箱代替電壓表,則根據(jù)閉合電路的歐姆定律得:
E=I(R+r)
將公式變形得:$\frac{1}{I}=\frac{R}{E}+\frac{r}{E}$
由上式可知:圖線的斜率是電動勢的倒數(shù),圖線在縱軸上的截距是$\frac{r}{E}$;
圖象的斜率為電動勢,強圖象中的兩組數(shù)據(jù)(0,0.9)和(6.0,3.0)代入,則E=$\frac{1}{K}$=$\frac{6-0}{3.0-0.9}=2.86$V;
圖象的截距約為0.9,所以:r=0.9E=0.9×2.86=2.57Ω;
答:(1)電動勢是$\frac{{I}_{3}{U}_{1}-{I}_{1}{U}_{3}}{{I}_{3}-{I}_{1}}$,內(nèi)阻是$\frac{{U}_{3}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{3}}$;(2)由圖可知待測電源的電動勢和內(nèi)電阻各是2.86V和2.57Ω.

點評 解答本題的關(guān)鍵在于明確伏安法測量電源的電動勢和內(nèi)電阻的方法;同時注意能正確根據(jù)題意列出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系,才能準確得出結(jié)果.

練習(xí)冊系列答案
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6.在行車過程中,遇到緊急剎車,乘員可能受到傷害.為此人們設(shè)計了如圖所示的安全帶以盡可能地減輕猛烈碰撞.假定某次急剎車時,由于安全帶的作用,使質(zhì)量為70kg的乘員的加速度大小約為6m/s2,此時安全帶對乘員的作用力最接近(  )
A.100 NB.400 NC.800 ND.1000 N

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.在如圖所示的電路中,當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向左移動時( 。
A.電路中的電流增大,路端電壓也增大
B.電路中的電流增大,內(nèi)電壓也增大
C.電路中的電流增大,電源的效率減小
D.電路中的電流減小,電源消耗的功率也減小

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.在測定勻變速直線運動的加速度的實驗中,打點計時器所用電源的頻率為50HZ,如圖所示是做勻變速直線運動的小車帶動的紙帶上記錄的一些點,在每相鄰的兩點中間都有四個點未畫出.按時間順序為0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點,用尺量出0、1、2、3、4、5點的距離分別是x01=2.78cm、x12=4.29cm、x23=5.79cm、x34=7.30cm、x45=8.79cm x56=10.30cm.

(1)求打點3和點5的速度V3=0.65 m/s,V5=1.5 m/s,(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(2)用逐差法求出小車的加速度為0.95m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.下列說法錯誤的是( 。
A.把帶電體移近陶瓷瓶,會使陶瓷瓶帶電
B.形狀不同或體積不同的兩個帶電物體接觸后,電量不會平分
C.電荷在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變
D.最小的電荷量是電子所帶的電荷的絕對值,最早由美國物理學(xué)家密立根測量得出

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,水平固定傾角為30°的光滑斜面上有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B,它們用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接,現(xiàn)對B施加一水平向左的推力F使A、B均靜止在斜面上,此時彈簧的長度為l,則彈簧原長和推力F的大小分別為( 。
A.l+$\frac{mg}{2k}$,$\sqrt{2}$mgB.l+$\frac{mg}{2k}$,3$\sqrt{3}$mgC.l-$\frac{mg}{2k}$,$\sqrt{2}$mgD.l-$\frac{mg}{2k}$,$\frac{2\sqrt{3}}{3}mg$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖,木塊與木板通過彈簧連接,木塊的質(zhì)量為m,木板的質(zhì)量為M,彈簧的勁度系數(shù)為k,當(dāng)彈簧伸長x時,木塊剛好相對木板靜止,水平面光滑.現(xiàn)給木板一水平向右的力F,要使木塊不相對木板滑動(  )
A.拉力F應(yīng)小于kxB.拉力F應(yīng)小于2kx
C.不可能相對滑動D.拉力F應(yīng)小于$\frac{2(M+m)kx}{m}$

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11.某個家庭有“220V 44W”電烙鐵一只,“220V 100W”燈泡一只,“220V 25W”燈泡兩只,“220V 10W”燈泡兩只,“220V 280W”電熨斗一只.若所有電器都正常工作,每個用電器平均每天使用2h,每度電收費0.6元,一個月(按30天計算)需交電費多少?(假定用電器的電阻都是恒定不變的)

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12.在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時,下列敘述中錯誤的是 ( 。
A.同一次實驗,結(jié)點的位置必須都拉到同一位置O點,不能隨意變動
B.用兩只彈簧秤拉橡皮條時,應(yīng)使兩細繩之間的夾角總為90度,以便于算出合力的大小
C.兩個分力F1和F2間的夾角盡量大些,大小要適當(dāng)大些
D.實驗中,彈簧秤必須與木板平行,讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度

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