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資源介紹
2001~2021高中物理電學實驗測電動勢和內阻-電壓表+電阻箱
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021年 全國乙卷（原全國1卷） 202102
23. 一實驗小組利用圖a所示的電路測量一電池的電動勢E(約1.5 V)和內阻r(小于2 Ω)。圖中電壓表量程為1 V,內阻RV=380.0 Ω;定值電阻R0=20.0 Ω;電阻箱R,最大阻值為999.9 Ω;S為開關。按電路圖連接電路。完成下列填空:
(1)為保護電壓表,閉合開關前,電阻箱接入電路的電阻值可以選 Ω(選填“5.0”或“15.0”);
(2)閉合開關,多次調節電阻箱,記錄下阻值R和電壓表的相應讀數U;
(3)根據圖a所示電路,用R、R0、RV、E和r表示 ,得 = ;
(4)利用測量數據,作 R圖線,如圖b所示;
(5)通過圖b可得E= V(保留2位小數),r= Ω(保留1位小數);
(6)若將圖a中的電壓表當成理想電表,得到的電源電動勢為E',由此產生的誤差為 ×100%= %。
解析:(1)要保護電壓表,則R0兩端的電壓應小于1 V,通過R0的電流應小于或等于0.05 A,故電路中的總電阻R總≥ Ω=30 Ω,所以電阻箱接入電路的阻值應選15.0 Ω。
(3)根據閉合電路歐姆定律可得,電動勢E=U+ + (R+r),整理得 = 1+ r + R。
(5)延長題圖b中圖線與縱軸相交,由 = 1+ r + R,結合題圖b可得, = V-1·Ω-1,解得E≈1.56 V,當R=5 Ω時, =0.86 V-1,代入 = 1+ r + R,可解得r≈1.5 Ω。
(6)若將電壓表當成理想電表,則E'=U+ (R+r),
整理得 = 1+ + R,
則 = V-1·Ω-1,解得E'≈1.48 V,
由此產生的誤差為 ×100%≈5%。
答案:(1)15.0 (3) 1+ r + R
(5)1.56 1.5 (6)5
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