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某实验小组用下列器材测定干电池的电动势和内阻:灵敏电流计G(内阻约为50Ω);电压表V(0~3V,内阻约为10kΩ);电阻箱R1(0~9999Ω);滑动变阻器R2(0~100Ω,1.5A);旧干电池

题目详情
某实验小组用下列器材测定干电池的电动势和内阻:
灵敏电流计 G (内阻约为 50Ω);
电压表 V (0~3V,内阻约为10kΩ);
电阻箱 R 1 (0~9999Ω);
滑动变阻器 R 2 (0~100Ω,1.5A);
旧干电池一节;导线开关若干.
(1)先测灵敏电流计的内阻,电路如图甲所示,测得电压表示数为2V,灵敏电流计示数为4mA,电阻箱旋钮位置如图乙所示,则灵敏电流计内阻为___Ω;
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(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的10 倍,该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联,则应将电阻箱 R 1 的阻值调为___Ω;
(3)用电压表和改装后的灵敏电流计测干电池的电动势和内阻,实验小组设计了如图丁所示(a)(b)两种电路,则能够比较准确地完成实验的电路图为___;(填“a”或“b”)
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(4)根据选择好的电路,调节滑动变阻器读出了几组电压表和灵敏电流计的示数,并作出了 U-I G图象如图丙所示.由作出的U-I G图线求得干电池的电动势 E=___ V,内阻 r=___Ω.
▼优质解答
答案和解析
(1)由图乙所示电阻箱可知,电阻箱示数为:R1=0×1000Ω+4×100Ω+5×10Ω+5×1Ω=455Ω,
由欧姆定律可得:Rg+R1=
U
I
=
2
0.004
=500Ω,
电流计内阻为:Rg=500-455=45Ω.
(2)将灵敏电流计的量程扩大为原来的10倍,并联电阻阻值:R=
IgRg
I-Ig
=
45Ig
10Ig-Ig
=5Ω;
(3)由于改装后的电流表内阻可求,因此可以将其等效为电源内阻进行分析计算可以减小实验误差,因此本实验应选用a电路;
(4)由图示电源U-I图象可知,图象与纵轴交点坐标值为1.4,电源电动势E=1.40V,
电流表内阻,RA=
R1Rg
R1-Rg
=
5×45
5+45
=4.5Ω,
图象斜率:k=
△U
△I
=
1.4-0.8
0.003×10
=20Ω,
电源内阻:r=k-RA=20-4.5=15.5Ω.
故答案为:(1)45;(2)5,(3)a;(4)1.40,15.5.