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18.某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻.
A.待测干电池一节,电动势约为1.5V,内阻约几欧姆
B.直流电压表V,量程为3 V,内阻非常大
C.定值电阻R0=150Ω
D.电阻箱R
E.导线和开关
根据如图甲所示的电路连接图迸行实验操作.多次改变电阻箝箱的阻值,记录每次电阻箱的阻值R和电压表的示数U,在$\frac{1}{U}$-R坐标系中描出的坐标点如图乙所示.

(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则$\frac{1}{U}$与R关系式为$\frac{1}{U}=\frac{1}{{E{R_0}}}R+\frac{{{R_0}+r}}{{E{R_0}}}$;
(2)在坐标纸上画出$\frac{1}{U}$-R关系图线;
(3)根据图线求得斜率k=0.0045V-1Ω-1.截距b=0.70V-1(保留两位有效数字)
(4)根据图线求得电源电动势E=1.53V,内阻r=8.00Ω(保留三位有效数字)

分析 (1)分析电路结构,根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式;
(2)根据图象可求得斜率和截距;
(3)根据表达式及(2)中斜率和截距可求得电动势和内电阻.

解答 解:(1)由图可知,电压表与电阻箱并联,所测为定值电阻两端的电压,由欧姆定律可求得电路中电流I=$\frac{U}{{R}_{0}}$;
由闭合电路欧姆定律可得;
E=I(R0+R+r)=$\frac{U}{{R}_{0}}$(R0+R+r)
变形得:$\frac{1}{U}=\frac{1}{{E{R_0}}}R+\frac{{{R_0}+r}}{{E{R_0}}}$
(2)根据给出的点作出直线如图所示;

(3)由图可知,图象的截距为b=0.70V-1
斜率K=$\frac{1.42-0.70}{160}$=4.5×10-3 V-1Ω-1
(4)由表达式可得:
$\frac{1}{E{R}_{0}}$=4.5×10-3;$\frac{{R}_{0}+r}{E{R}_{0}}$=0.70
联立解得:
E=1.53 r=8.00
故答案为:(1)$\frac{1}{U}=\frac{1}{{E{R_0}}}R+\frac{{{R_0}+r}}{{E{R_0}}}$;(2)如图所示;(3)0.0045;0.70;(4)1.53;8.00

点评 本题考查闭合电路欧姆定律的实验,正确认知实验电路图是解题的关键,绝对不能思维定势,想当然地认为这是简单的伏阻法,而应明确本题中实质上电压表和定值电阻充当电流表使用的.

练习册系列答案
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19.2014阿诺德大力士比赛之轮胎硬拉世界纪录比赛于2014年9月18日在北京举行,大力士能拉动重5吨轮胎运动90米.其过程可简化为如下理想过程:一个质量为50kg木箱放在水平地面上,要将它运送到90m远处的施工现场.如果用450N的水平恒力使A从静止开始运动,经过6s钟可到达施工现场.
(1)求木箱与地面间的动摩擦因数;
(2)若用大小为450N的拉力拉木箱A从静止开始运动,使木箱A能够到达90m远处的施工现场,拉力至少作用多长时间?(运动过程中动摩擦因数处处相同,取g=10m/s2,结果保留2位有效数字)

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6.下面关于功率的说法中正确的是(  )
A.由P=$\frac{W}{t}$可知:机器做功越多,其功率越大
B.由P=Fv可知:只要F、v均不为零,F的功率就不为零
C.额定功率是在正常条件下可以长时间工作的最大功率
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13.如图所示,质量均为m=1kg的两滑块A、B放在光滑的水平面上,中间用一轻质结实的细线相连,轻杆OA、OB搁在滑块上,且可绕铰链O自由转动,两杆长度相等,夹角θ=60°,取g=10m/s2,当竖直向下的力F=150N作用在铰链上时(  )
A.A滑块对地面的压力为85NB.A滑块对地面的压力为75N
C.A、B滑块间细线的张力为25$\sqrt{3}$ND.A、B滑块间细线的张力为50$\sqrt{3}$N

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A.图乙中电压的有效值为220V
B.电压表的示数为44V
C.R处出现火警时电流表示数增大
D.R处出现火警时电阻R0消耗的电功率减小

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A.从开始下滑到A进入圆管整个过程,小球A与地球两者组成的系统机械能守恒
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C.在B球进入水平圆管前,小球A与地球组成系统机械能守恒
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