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2.在用电流表和电压表测定电池的电动势和内阻的实验中(如图):
(1)移动滑动变阻器的滑动头应特别注意防止 电表过载而把滑动片P放在a处
(2)现备有以下器材:
A.干电池1个 B.滑动变阻器(0~50Ω) C.滑动变阻器(0~1750Ω)
D.电压表(0~3V) E.电压表(0~15V) F.电流表(0~0.6A)
G.电流表(0~3A)
其中滑动变阻器应选___B_,电流表应选___F__,电压表应选_D__。
(3)右图是根据实验数据画出的U-I图像。由此可知这个干电池的电动势E=__1.5 V,内电阻r=_1.0__Ω。
4.电流不能过大,一般小于0.5A。
B练习:1请画出电路原理图
3.安培表一般选0-0.6A档,伏特表一般选0-3伏档。
2.测量误差:E、r测量值均小于真实值。
2.已知如图,电源内阻不计。为使电容器的带电量增大,
可采取以下那些方法:( BD )
A.增大R1 B.增大R2
C.增大R3 D.减小R1
电阻的测量
[例3]如图所示电路中,电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A,已知电流表的内阻RA为0.2 Ω。那么待测电阻Rx的测量值比真实值 ,真实值为 。
解析:因为电流表和Rx串联,其读数I等于通过Rx的电流IR,电压表并联在电流表和Rx的两端,故电压表读数U大于Rx两端的实际电压UR,∴Rx的测量值:
R测=,
Rx的真实值:
Ω=99.8 Ω
答案:大,99.8 Ω
说明:在分析伏安法测电阻的误差问题时,关键是判断出误差出在电流表读数还是电压表读数,然后确定其准确值该是多大.
[例4]如图是欧姆表的工作原理图。
(1)若表头的满偏电流为Ig=500μA,干电池的电动势为1.5V,把灵敏电流表的电流刻度值对应的欧姆表电阻值填在下表中:
电流刻度 |
0 |
50μA |
100μA |
200μA |
250μA |
300μA |
400μA |
500μA |
电阻刻度 |
|
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(2)这只欧姆表的总内阻为 Ω,表针偏转到满刻度的1/3时,待测电阻为 Ω.
解析:(1)对应电流“0”刻度和满偏电流“500 μA”的电阻刻度分别为“∞”和“0”.由闭合电路欧姆定律得,调零时:,
所以欧姆表总内阻
Ω
测量电阻Rx时:
当I=50 μΑ时, Ω
同理可求出,100μΑ,200μΑ,250μΑ,300μΑ,400μΑ时对应的电阻分别为:1.2×104 Ω,4.5×103 Ω,3×103 Ω,2×103 Ω,750Ω.
(2)当表针偏转到满刻度的1/3处时
Ω
测定电源的电动势和内电阻
A注意事项:1.实验电路图:安培表和滑动变阻器串联后与伏特表并联。
4.电饭锅的原理图如图3,煮饭时开关S是闭合的,红色指示灯亮;饭煮熟后(当时的温度大约为103℃)保温时开关S自动断开,黄灯亮。(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁,与电饭锅发热板的等效电阻相比二者的大小应有什么关系?为什么?(2)通常情况下,用这种电饭锅烧水时它的自动断电功能能否起作用,这是为什么?
答案:(1)R1远大于发热板的等效电阻,因为R1和红灯只起指示作用,消耗的电功率远小于发热板的功率,两者又是并联接入电路,电压相同,所以,流过R1红灯的电流远小于流过发热板的电流,因此,R1应远大于发热板的等效电阻。
(2)水的沸腾温度为100℃,烧开时水温不会达到103℃,所以自动断电功能不起作用。
闭合电路欧姆定律的应用
[例1]如图所示,甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I的关系图线,下列说法中正确的是( )
A.路端电压都为U0时,它们的外电阻相等
B.电流都是I0时,两电源的内电压相等
C.电源甲的电动势大于电源乙的电动势
D.电源甲的内阻小于电源乙的内阻
解析:根据欧姆定律可知外电阻R、路端电压U与电流I的关系为R=,在U-I图线中甲、乙两图线的交点坐标为(I0,U0),说明两电源的外电阻相等,选项A正确。
图线与U轴交点的坐标值表示电动势的大小,与I轴交点的坐标值表示电路中的短路电流,图线的斜率大小表示电源内电阻的大小(电动势与短路电流的比值),由图线可知,甲与U轴交点的坐标值比乙的大,表明甲的电动势大于乙的电动势;甲与I轴交点的坐标值比乙的小,表明甲的短路电流小于乙的短路电流;图线甲的斜率大于图线乙的斜率,表明甲的内阻大于乙的内阻,可见选项C正确,选项D错误。
又电源的内电压等于通过电源的电流与电源内阻的乘积,即U内=Ir,因为甲的内阻较乙的内阻大,所以当电流都为I0时,甲电源的内电压较大,选项B错误。
综上所述,该题的正确答案为AC
[例2] 如图所示的电路中,已知R1=4Ω,电流表的读数I=0.75 A,电压表读数U=2.0V,经一段时间后一电阻断路,使电流表的读数变为=0.80 A,而电压表的读数变为=3.2 V,求:
(1)发生断路的电阻是哪一个?
(2)电源电动势和内阻各是多少?
解析:此题电路的连接方式是,R1和R2串联成一个支路与R3支路并联后接到电源上,电流表测的是通过R3支路的电流,电压表测的是加在R2两端的电压.
当其中一个电阻断路后,电流表、电压表均有示数,说明R1和R3都没有断路,所以只能是R2发生断路,此时R1上没有电流通过,电压表测量的是路端电压U′=3.2 V,电流表测量的R3中电流也是干路中电流I′=0.80 A,
所以:
R3= Ω=4 Ω
R2断路前,路端电压U0=I3R3=0.75×4 V=3 V
对R1和R2串联的支路,加在R1两端的电压:U1=3 V-2 V=1 V
I1==0.25 A
R2的大小: R2==8 Ω
则R2断路前,电路中总电流I0=I1+I3=0.25+0.75=1(A)
根据全电路欧姆定律:
R2断开前:E=U0+I0r=3 V+r
R2断开后:E=+r=3.2+0.8r
联解上述两式得:E=4 V r=1 Ω.
练习:1在如图所示电路中,当变阻器R3的滑动头P向b端移动时,( B )
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
3.某一用直流电动机提升重物的装置如图2,重物的质量m=50kg, 稳定电压U=110V,不计各处摩擦,当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时,电路中的电流强度I=5A,试计算电动机的线圈电阻是多少?(g=10m/s2)(4Ω)
2.两根完全相同的金属导体,如果把其中的一根均匀拉长到原来的4倍,把另一根对折后绞合起来,则它们电阻之比为:
R1∶R2= 64
对基本概念、基本规律的理解和应用
1.图1中1,2为图象所对应的两个导体,(1)电阻关系R1∶R2= 3∶1
(2)若两个导体中的电流相等时,电压之比U1∶U2= 3∶1
(3)若两个导体的电压相等时,电流之比I1∶I2=1∶3
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