问题 问答题

甲同学设计了如图所示的电路测电源电动势E及电阻R1和R2阻值.实验器材有:待测电源E(不计内阻),待测电阻R1,待测电阻R2,电压表V(量程为1.5V,内阻很大),电阻箱R(0-99.99Ω),单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.

①先测电阻R1的阻值.请将甲同学的操作补充完整:闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数r和对应的电压表示数Ul,保持电阻箱示数不变,______,读出电压表的示数U2.则电阻R1的表达式为R1=______.

②甲同学已经测得电阻Rl=4.8Ω,继续测电源电动势E和电阻R2的阻值.该同学的做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图所示的

1
U
-
1
R
图线,则电源电动势E=______V,电阻R2=______Ω.

③利用甲同学设计的电路和测得的电阻Rl,乙同学测电源电动势E和电阻R2的阻值的做法是:闭合S1,将S2切换到b,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出于相应的

1
U
-
1
R+Rl
图线,根据图线得到电源电动势E和电阻R2.这种做法与甲同学的做法比较,由于电压表测得的数据范围______(选填“较大”、“较小”或“相同”),所以______同学的做法更恰当些.

答案

①要测得R1的阻值,应知道R1两端的电压及流过R1的电流;故可以将S2切换到b,测出串联电路的两端的电压;

由串联电路可知U=U2-U1

电流I=

U1
r
;由欧姆定律可知:

R1=

U2-U1
U1
r
=
U2-U1
U1
r

②电压表测量电阻箱两端的电压;由闭合电路欧姆定律可知:

U=

E
R1+R+R2
R

变形得:

1
U
=
R1+R+R2
E
×
1
R
=
1
E
+
R1+R2
E
×
1
R

由图象可知,图象与纵坐标的交点等于

1
E
=0.7;

解得:E=1.43(或

10
7
); 

图象的斜率:

R1+R2
E
=
2.8-0.7
0.5

解得:R2=6-4.8=1.2Ω;

③若开关接b,则电压表测量R及R1两端的电压,因R2的阻值较小,故电压表的示数接近电源的电动势,故电压表测量的范围较小;导致误差较大;故甲同学的做法更好一些;

故答案为:(1)将S2切换到b; 

U2-U1
U1
r;(2)1.43;1.2;(3)较小; 甲.

选择题
判断题