給你下列器材:待測直流電源1個(電動勢未知,內(nèi)電阻約為幾歐);電阻箱1個;開關(guān)1個;電流表和電壓表各1個,兩個電表的表盤均有刻度但無刻度值,且兩電表量程均符合要求;另有導(dǎo)線若干條.
(1)請從上述器材中選出你認(rèn)為必需的器材,設(shè)計(jì)一個電路測定待測電源的內(nèi)電阻,畫出電路圖.
(2)簡要寫出完成接線后的實(shí)驗(yàn)操作方案.
(3)推導(dǎo)出用你所測出的物理量計(jì)算電源內(nèi)電阻的表達(dá)式.
(4)根據(jù)你設(shè)計(jì)的電路,為了提高電源內(nèi)電阻的測量精確度,你對電流表、電壓表的內(nèi)電阻有何要求?對從電阻箱中選用的測量電阻值有何要求?(只要求寫出結(jié)論,不要求寫出分析過程)
分析:抓住電源的電動勢等于外電壓和內(nèi)電壓之和,采用安阻法測量.結(jié)合閉合電路歐姆定律列出兩個方程從而求出內(nèi)電阻的表達(dá)式.抓住電流表的內(nèi)阻進(jìn)行誤差分析.
解答:解:(1)采用安阻法測量,電路圖如圖所示.精英家教網(wǎng)
(2)簡單的實(shí)驗(yàn)操作方案:
①閉合開關(guān)S,電阻箱取值R1時,記下電流表(或電壓表)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1
②電阻箱取值R2時,記下電流表(或電壓表)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2
(3)推導(dǎo)r的表達(dá)式:設(shè)電流表每小格刻度值為I0,電壓表每小格刻度值為U0
根據(jù)閉合電路歐姆定律得:
E=N1I0(R1+r)
E=N2I0(R2+r)

得r=
N2R2-N1R1
N1-N2

(4)由于產(chǎn)生誤差的原因是r=RA+r,因此要求電流表內(nèi)阻RA<<r,且選擇電阻箱取值時,在電流表不超出量程的條件下,應(yīng)盡量使R1、R2的值不要比r大得太多.
答:(1)所需器材為電流表和電阻箱以及電源、電鍵和導(dǎo)線若干.
(2)①閉合開關(guān)S,電阻箱取值R1時,記下電流表(或電壓表)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)N1,
②電阻箱取值R2時,記下電流表(或電壓表)指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)N2
(3)r=
N2R2-N1R1
N1-N2

(4)電流表內(nèi)阻RA<<r,且選擇電阻箱取值時,在電流表不超出量程的條件下,應(yīng)盡量使R1、R2的值不要比r大得太多.
點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理,以及會進(jìn)行誤差分析.本題也可以通過伏安法、伏阻法進(jìn)行測量.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(Ⅰ)如圖1甲所示,包有白紙的質(zhì)量為m的圓柱棒用細(xì)線豎直懸掛,蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動.當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號,如圖乙所示,設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運(yùn)動.測得記號之間的距離依次為20.0mm,44.0mm,68.0mm,92.0mm,116.0mm,140.0mm,已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣,根據(jù)以上內(nèi)容,回答下列問題:
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①圖1乙中的
 
端是圓柱體的懸掛端(填“左”或“右”);
②根據(jù)圖1乙所給的數(shù)據(jù),可知毛筆畫下記號D時,圓柱棒下落的速度vD=
 
m/s; 圓柱棒豎直下落的加速度為
 
m/s2
(Ⅱ)要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,現(xiàn)有如下器材:
A:待測電壓表(量程6V,內(nèi)阻約3KΩ);
B:電流表(量程3A,內(nèi)阻約為0.01Ω);
C:定值電阻(阻值R=2KΩ,允許通過的最大電流0.5A);
D:電源(電動勢約為4.5V,但不知其準(zhǔn)確值,內(nèi)阻不計(jì));
E:開關(guān)兩只,導(dǎo)線若干.現(xiàn)有一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2甲、乙、丙所示的測量電路,請你選擇一個實(shí)驗(yàn)可行的電路,利用這個電路完成測量電壓表的內(nèi)阻,要求測量盡可能準(zhǔn)確.
①你所選電路是
 
(填序號)
②根據(jù)你所選電路,寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量
 

③用你所測的物理量符號表示出電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式
 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

(Ⅰ)如圖1甲所示,包有白紙的質(zhì)量為m的圓柱棒用細(xì)線豎直懸掛,蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動.當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號,如圖乙所示,設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運(yùn)動.測得記號之間的距離依次為20.0mm,44.0mm,68.0mm,92.0mm,116.0mm,140.0mm,已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣,根據(jù)以上內(nèi)容,回答下列問題:

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①圖1乙中的______端是圓柱體的懸掛端(填“左”或“右”);
②根據(jù)圖1乙所給的數(shù)據(jù),可知毛筆畫下記號D時,圓柱棒下落的速度vD=______m/s; 圓柱棒豎直下落的加速度為______m/s2
(Ⅱ)要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,現(xiàn)有如下器材:
A:待測電壓表(量程6V,內(nèi)阻約3KΩ);
B:電流表(量程3A,內(nèi)阻約為0.01Ω);
C:定值電阻(阻值R=2KΩ,允許通過的最大電流0.5A);
D:電源(電動勢約為4.5V,但不知其準(zhǔn)確值,內(nèi)阻不計(jì));
E:開關(guān)兩只,導(dǎo)線若干.現(xiàn)有一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2甲、乙、丙所示的測量電路,請你選擇一個實(shí)驗(yàn)可行的電路,利用這個電路完成測量電壓表的內(nèi)阻,要求測量盡可能準(zhǔn)確.
①你所選電路是______(填序號)
②根據(jù)你所選電路,寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量______.
③用你所測的物理量符號表示出電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式______.

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科目:高中物理 來源:2011年9月理科綜合物理實(shí)驗(yàn)(一)(解析版) 題型:填空題

(Ⅰ)如圖1甲所示,包有白紙的質(zhì)量為m的圓柱棒用細(xì)線豎直懸掛,蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動.當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒表面的紙上畫出記號,如圖乙所示,設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運(yùn)動.測得記號之間的距離依次為20.0mm,44.0mm,68.0mm,92.0mm,116.0mm,140.0mm,已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣,根據(jù)以上內(nèi)容,回答下列問題:

①圖1乙中的    端是圓柱體的懸掛端(填“左”或“右”);
②根據(jù)圖1乙所給的數(shù)據(jù),可知毛筆畫下記號D時,圓柱棒下落的速度vD=    m/s; 圓柱棒豎直下落的加速度為    m/s2
(Ⅱ)要測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻,現(xiàn)有如下器材:
A:待測電壓表(量程6V,內(nèi)阻約3KΩ);
B:電流表(量程3A,內(nèi)阻約為0.01Ω);
C:定值電阻(阻值R=2KΩ,允許通過的最大電流0.5A);
D:電源(電動勢約為4.5V,但不知其準(zhǔn)確值,內(nèi)阻不計(jì));
E:開關(guān)兩只,導(dǎo)線若干.現(xiàn)有一同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2甲、乙、丙所示的測量電路,請你選擇一個實(shí)驗(yàn)可行的電路,利用這個電路完成測量電壓表的內(nèi)阻,要求測量盡可能準(zhǔn)確.
①你所選電路是    (填序號)
②根據(jù)你所選電路,寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)中需要測量的物理量   
③用你所測的物理量符號表示出電壓表內(nèi)阻的表達(dá)式   

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