如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
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如图(1)所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。合上电键后,改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流r均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图(2)中画出变阻器阻值R在实验过程中变化时对应的U-I图像,并说明U-I图像与坐标轴交点的物理意义。
(2)在图(2)画好的U-I关系图线上取一点A(U1、I1),请在图(3)中用阴影面积表示电流为I1时的电源内部发热功率。
(3)推导该电源的最大输出功率及条件,并作出P-R示意图(已知R>r)。
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如图1所示,用电动势为E、内阻为r的电源,向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值,路端电压U与电流I均随之变化。
(1)以U为纵坐标,I为横坐标,在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U-I图像的示意图,并说明U-I图像与两坐标轴交点的物理意义。
(2)a.请在图2画好的U-I关系图线上任取一点,画出带网格的图形,以其面积表示此时电源的输出功率;
b.请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
(3)请写出电源电动势定义式,并结合能量守恒定律证明:电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
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如图1所示的电路,电源的电动势为E、内阻为r,R为变阻箱,电流表可视为理想电表。闭合开关S,改变变阻箱R的阻值,电流表的示数I随之变化。
(1)当变阻箱的阻值为R1时,求电流表的示数I1。
(2)以为纵坐标,R为横坐标,在图2中画出变阻箱阻值R变化过程中图像的示意图,并分别说明图线与纵轴交点和图线斜率的物理意义;
(3)在金属导体中,自由电子定向移动形成电流。已知自由电子在导线内定向移动速率的数量级为m/s,但实际上,闭合开关S后,电路中几乎瞬间就形成了电流,请说明理由。
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某同学用如图所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻,改变滑动变阻器的阻值,测得多组电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图像如图所示。
(1)若把电压表和电流表均当作理想电表来处理,则电源电动势E=____V,内阻r=____Ω。
(2)若电流表内阻RA不能忽略,则(1)中测得的电源内阻_____真实值(填“大于”或“小于”)。为了测得电源内阻的真实值,这位同学采用了如图所示的电路测量出了RA,实验操作步骤如下:
①按图丙连接好电路,断开S1、S2,将R调到最大。
②合上S1,调节R使电流表满偏。
③保持R不变,闭合S2,调节电阻箱使电流表半偏。
④断开S1,读出R'的阻值为0.3Ω。
⑤实验中R远大于R',则可认为电流表内阻RA=____Ω。
⑥电源内阻的值为____Ω。
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某同学用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻,改变滑动变阻器的阻值,测得多组电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图像如图乙所示。
(1)若把电压表和电流表均当作理想电表来处理,则电源电动势E=____V,内阻r=____Ω。
(2)若电流表内阻RA不能忽略,则(1)中测得的电源内阻_____真实值(填“大于”或“小于”)。为了测得电源内阻的真实值,这位同学采用了如图丙所示的电路测量出了RA,实验操作步骤如下:
①按图丙连接好电路,断开S1、S2,将R调到最大。
②合上S1,调节R使电流表满偏。
③保持R不变,闭合S2,调节电阻箱使电流表半偏。
④断开S1,读出R'的阻值为0.3Ω。
⑤实验中R远大于R',则可认为电流表内阻RA=____Ω。
⑥电源内阻的值为____Ω。
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某同学用如图甲所示的电路测量一节干电池的电动势和内阻,改变滑动变阻器的阻值,测得多组电压表的读数U和电流表的读数I,画出U-I图像如图乙所示。
(1)若把电压表和电流表均当作理想电表来处理,则电源电动势E=____V,内阻r=____Ω。
(2)若电流表内阻RA不能忽略,则(1)中测得的电源内阻_____真实值(填“大于”或“小于”)。为了测得电源内阻的真实值,这位同学采用了如图丙所示的电路测量出了RA,实验操作步骤如下:
①按图丙连接好电路,断开S1、S2,将R调到最大。
②合上S1,调节R使电流表满偏。
③保持R不变,闭合S2,调节电阻箱使电流表半偏。
④断开S1,读出R'的阻值为0.3Ω。
⑤实验中R远大于R',则可认为电流表内阻RA=____Ω。
⑥电源内阻的值为____Ω。
【答案】 (1)1.5 1.0 (2)大于 0.3 0.7
【解析】(1)由闭合电路的欧姆定律可知,U-I图象的纵截距为E=1.5V,斜率.
(2)本实验采用了电流表的外接法,误差来源为电流表分压,测出的等效内阻为,故测量值大于真实值。
(3)测量电流表内阻采用了半偏法:由于R远大于R',在保持总电流基本不变时,电流表和电阻箱各分的一半的电流,故;故电源的内阻真实值为.
【点睛】掌握伏安法测电阻的原理,半偏法测电阻的原理是解本题的关键,一定明确本实验在R远大于R'的条件下进行的。
【题型】实验题
【结束】
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如图,质量M=1kg的长木板静止在光滑的水平面上,有一个质量m=0.2kg的可看作质点的物体以6m/s的水平初速度木板的左端冲上木板,在木板上滑行了2m后与木板保持相对静止,求:
(1)木板最终获得的速度;
(2)在此过程中产生的热量;
(3)到物块与木板相对静止结束,木板前进的距离是多少?
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如图所示的电路中,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R2,电源电动势为ε,内阻不计.闭合开关S后,滑动变阻器滑片P从A端滑到B端过程中,电流表示数I与电压表示数U的变化关系的完整图线如图所示,则下列选项中正确的是( )
A.R1=5Ω,R2=15Ω
B.R2=15Ω,ε=3V
C.R1的最大功率为1.8W,滑动变阻器消耗的功率一直变大
D.R1的最小功率为0.2W,滑动变阻器消耗的功率先增大后减小
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如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻的阻值R1=r,当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中,理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2,理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU。下列说法正确的是
A. 电压表V的示数减小
B. 电流表A1、A2的示数均减小
C. ΔU与ΔI1的比值等于电源内阻r
D. 电源的输出功率逐渐增大
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如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,定值电阻的阻值R1=r,当滑动变阻器R2的滑片向右滑动过程中,理想电流表A1、A2的示数变化量的绝对值分别为ΔI1、ΔI2,理想电压表示数变化量的绝对值为ΔU。下列说法正确的是
A. 电压表V的示数减小
B. 电流表A1、A2的示数均减小
C. ΔU与ΔI1的比值等于电源内阻r
D. 电源的输出功率逐渐增大
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