待测电源,电阻箱R(最大阻值为99.99 Ω),定值电阻R0(阻值为2.0 Ω),定值电阻
R1(阻值为4.5 kΩ),电流表A(量程为300 μA,内阻RA=500 Ω),开关S,导线若
干。
图4
主要实验步骤如下:
a.将电阻箱阻值调到最大,闭合开关S;
b.多次调节电阻箱,记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R; c.以为纵坐标,为横坐标,作-图线(用直线拟合)。 回答下列问题:
(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则与的关系式为=________________。 (2)实验得到的数据如下表所示,其中电阻R=8.00 Ω时电流表的示数如图乙所示,读出数据,完成下表。答: ①________,②________。
1I1R11IR11IR1IR(Ω) 1-3-1(×10Ω) RI(×10-6A) 12-1(×10A) I4.00 250 133 75.2 5.00 200 150 66.7 6.00 167 164 61.0 8.00 125 ① ② 10.00 100 200 50.0 12.00 83.3 212 47.2 16.00 62.5 229 43.7 5 / 6
图5
(3)在图5的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得电源电动势E=________V,内阻r=________Ω。(结果保留三位有效数字)
解析 (1)电流表A与电阻R1串联等效为一个电压表,通过该电压表的电流很小,可忽略不计,当电流表示数为I时,干路的电流为=
I(RA+R1),根据闭合电路欧姆定律有ERI(R1+RA)15 000(2.0+r)15 000-1
(R0+r+R),代入数据整理得=·+(A)。 RIERE2
-1
(2)根据题图乙可得电流表示数为185 μA,其倒数为54.1×10 A。 (3)作图如图所示,由图象得图线的斜率k=
-1
(75.2-50.0)×102-14
A·Ω=1.67×10 A
(250-100)×10-3·Ω,纵轴的截距b=3.30×10 A,由
3-1
5 000(2.0+r)5 000=k,=b,解得E=
EE1.52 V,r=3.06 Ω。 答案 (1)
5 000(2.0+r)15 000·+ (2)①185(183~187) ②54.1(53.5~54.6)
ERE(3)如图所示 1.52(1.50~1.54) 3.06(3.00~3.12)
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