Question

【題目】某中學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)想要測量某蓄電池的內(nèi)阻和一未知電阻的阻值，已知該蓄電池的電動(dòng)勢約為6V，蓄電池的內(nèi)阻和未知電阻的阻值約為幾十歐姆。實(shí)驗(yàn)室為該小組提供的實(shí)驗(yàn)器材有：雙量程電流表(0~30mA和0~100mA)、電壓表(0~6V)、滑動(dòng)變阻器(0~5Ω)、滑動(dòng)變阻器(0~300Ω)、開關(guān)以及導(dǎo)線若干。該小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，并進(jìn)行了如下操作：

a．將實(shí)驗(yàn)器材按圖甲所示電路連接；

b．將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭滑至最左端，閉合開關(guān)，將滑動(dòng)觸頭逐漸向右移動(dòng)，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪在坐標(biāo)系中，作出圖線，如圖乙所示；

c．?dāng)嚅_開關(guān)，將未知電阻接在2、3間，重復(fù)b操作，將得到的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪在同一坐標(biāo)系中，作出圖線(圖中未畫出)，與橫軸、縱軸的交點(diǎn)分別為(，0)、(0，)。根據(jù)以上操作回答下列問題：

(1)滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇___________；

(2)由圖線可知，該蓄電池的內(nèi)阻r約為___________Ω；

(3)未知電阻的阻值=___________ (用、、r表示)；

(4)如果兩電表均為理想電表，未知電阻接在1、2間和接在2、3間，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭從最左端向右移動(dòng)相同的距離時(shí)，電流表讀數(shù)的變化量___________，電壓表讀數(shù)的變化量___________。（選填“相同”或“不同”）

Answer 1

【答案】 25 相同 不同

【解析】

(1)根據(jù)圖中所給的電動(dòng)勢大小和電阻大小，確定儀表的量程和選擇滑動(dòng)變阻器；

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律，圖像的斜率即為電源內(nèi)阻；

(3)通過電路結(jié)構(gòu)推導(dǎo)對(duì)應(yīng)表達(dá)式；

(4)根據(jù)閉合電路歐姆定律及電表的使用方法可明確兩表示數(shù)的變化。

(1)[1]因?yàn)樵撔铍姵氐碾妱?dòng)勢約為6V，未知電阻的阻值和幾十歐姆，可估算出電路中的電流為100mA左右，因此電流表的量程應(yīng)選擇0~100mA；為了電路正常工作以及方便調(diào)節(jié)，可多測幾組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選；

(2)[2]根據(jù)題圖甲所示電路可知，電壓表測量的是路端電壓，電流表測量的是總電流，因此題圖乙中圖線斜率的絕對(duì)值等于蓄電池的內(nèi)阻，有：

；

(3)[3]改接電路后，將未知電阻與蓄電池視為整體，即為“等效電源”，此時(shí)圖線斜率的絕對(duì)值等于“等效電源”的內(nèi)阻，因此：

解得；

(4)[4][5]如果兩電表均為理想電表，未知電阻接在2、3間和接在1、2間，電路的總電阻可變范圍不變，電流表的示數(shù)變化范圍不變，可知電流表讀數(shù)的變化量相同；未知電阻接在2、3間時(shí)，電壓表測量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，而未知電阻接在1、2間時(shí)，電壓表測量的是滑動(dòng)變阻器與未知電阻兩端電壓的和，由于對(duì)應(yīng)滑動(dòng)變阻器接入電路的某一電阻時(shí)，電路的電流相同，因此電壓表的讀數(shù)不同，可知電壓表讀數(shù)的變化量不同。