Question

18．如圖所示電路中，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R可以使兩個電表的讀數(shù)在較大的范圍內(nèi)變化，電路中定值電阻R_x、電源的電動勢E、內(nèi)阻r都未知．
①若電壓表和電流表為理想電表，這個電路可以完成的實驗C
A．驗證焦耳定律     
B．驗證電阻定律
C．探究電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系
D．探究電動勢與內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系
②若電壓表和電流表的內(nèi)阻R_V、R_A不能忽略且未知，該同學(xué)進(jìn)行兩次測量，記下電阻箱、電壓表、電流表的示數(shù)分別是：R₁、U₁、I₁；R₂、U₂、I₂，對于定值電阻R_x、電源的電動勢E、內(nèi)阻r，這個電路可以測量的物理量是E或R_x；用上述所測數(shù)據(jù)及題中出現(xiàn)的物理量，寫出能獲得測量結(jié)果的方程或方程組E=U₁+I₁（R₁+R_A+r）、E=U₂+I₂（R₂+R_A+r）．

Answer 1

分析 ①分析電路結(jié)構(gòu)根據(jù)電表所測量數(shù)據(jù)，同時結(jié)合實驗原理可明確本電路圖可進(jìn)行的實驗；
②由閉合電路歐姆定律可得出不同電阻時的電流值和電壓值，聯(lián)立可知能求出的物理量．

解答 解：①由圖可知，電壓表能測量R_X的兩端的電壓，電流表測量干路電流；改變R的阻值，可以改變R_x兩端的電壓；故本實驗可以探究電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系；由于無法確定時間及熱量，故無法驗證焦耳定律；由于不能知道電阻的長度和截面積，故無法確定電阻定律；
由于無法確內(nèi)外電壓的大小，故無法確定內(nèi)外電壓的關(guān)系；故選：C
 ②由電路圖可知，通過調(diào)節(jié)R的阻值，可以得出不同的電流值及Rx兩端的電壓，由閉合電路歐姆定律列式可得：
E=U₁+I₁（R₁+R_A+r）、
E=U₂+I₂（R₂+R_A+r）；
聯(lián)立可求得電動勢E；
根據(jù)伏安法可知：
$\frac{U_{1}}{R_{x}}$+$\frac{U_{1}}{R_{V}}$=I₁；
$\frac{U_{2}}{R_{x}}$+$\frac{U_{2}}{R_{V}}$=I₂；
聯(lián)立可解得：R_x；
故答案為：（1）C；（2）E（或R_x）；E=U₁+I₁（R₁+R_A+r）、E=U₂+I₂（R₂+R_A+r）；
（或$\frac{U_{1}}{R_{x}}$+$\frac{U_{1}}{R_{V}}$=I₁；
$\frac{U_{2}}{R_{x}}$+$\frac{U_{2}}{R_{V}}$=I₂；）

點評 本題考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，屬于探究性實驗，本實驗中要求能認(rèn)真分析實驗原理，再根據(jù)閉合電路歐姆定律可求得電動勢和內(nèi)阻．