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12.在實驗室中測量電源的電動勢和內電阻,可以提供的器材有:
(a)待測電池:電動勢E、內電阻r
(b)電流表A1:量程0.6A,內阻r1=0.5Ω
(c)電流表A2:量程1mA,內阻r2=200Ω
(d)滑動變阻器R1:阻值0~20Ω,額定電流2.5A
(e)電阻箱R2:9999Ω
以及開關、導線、坐標紙等.

為了測量待測電池的電動勢和內電阻,請解答以下問題:
(1)由于沒有電壓表,需將電流表A2和電阻箱R2改裝成量程為2V的電壓表,R2的電阻值應為1800Ω.
(2)根據圖1中設計的測量該電池電動勢和內電阻的電路圖,利用筆畫線代替導線,將圖2實物圖連接好.
(3)根據實驗所測數據畫出I2-I1圖象如圖3所示,由此圖象可求得該電源電動勢E=1.8V,內阻r=2.2Ω.

分析 (1)根據串聯電路特點及歐姆定律求出串聯電阻阻值.
(2)根據原理圖即可得出對應的實物圖,如圖所示;
(3)由圖象求出與縱軸的交點,然后由歐姆定律求出該電流所對應的電壓,該電壓是電源的電動勢;圖象斜率的絕對值等于電源的內阻.

解答 解:(1)根據串聯電路規律可知,串聯電阻阻值R=$\frac{U-{I}_{g}{R}_{g}}{{I}_{g}}$=$\frac{2-1×1{0}^{-3}×200}{1×1{0}^{-3}}$=1800Ω.
(2)根據電路圖可得出對應的實物圖,如圖所示;
(3)由圖乙所示圖象可知,圖象縱軸截距是I1=0.9mA,電源電動勢:
E=I1(rg+R)=0.9×10-3A×(200Ω+1800Ω)=1.8V;
路端電壓U=I1(RA1+R0),當縱軸表示路端電壓時,
圖象斜率的絕對值等于電源內阻,
則電源內阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{△{I}_{1}({r}_{g}+R)}{△{I}_{2}}$=$\frac{(0.9-0.4)×1{0}^{-3}×2000}{0.45}$≈2.2Ω;
故答案為:(1)1800Ω
(2)如圖所示;
(3)1.8V  2.2Ω

點評 本題需要掌握改裝電壓表串聯內阻的計算方法;應用圖象求電源電動勢與內阻時,從圖象上求出電流值,然后應用歐姆定律求出電源電動勢與內阻.要注意改裝原理的正確應用是解題的關鍵.

練習冊系列答案
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2.如圖所示,AB為豎直平面內的光滑的$\frac{1}{4}$圓軌道,半徑R=0.2m,其底端B與水平傳送帶相切,傳送帶長L=5m,始終以v=4m/s的速度順時針轉動.現有一個質量m=1kg的物塊P從A點由靜止滑下,到達C點后拋進水平地面上D點處的筐內,物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.2,g取10m/s2
(1)求物塊運動到B點時對軌道的壓力大。
(2)求物塊由A點運動到C點的過程中,摩擦力對物塊所做的功;
(3)為了使物塊每次由A點運動到C點時均拋進筐內,求R的取值范圍.

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(1)原來的電場強度大。
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4.如圖所示,兩個長方體A、B疊放在水平地面上,現同時用F1=3N和F2=4N的水平拉力拉A、B,A、B均保持靜止、B對A的靜摩擦力用Ff1表示,地面對B的靜摩擦力用Ff2表示,則( 。
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1.如圖1所示,小球通過長為R的細繩懸掛于O點,左側O′處有細釘子,$\overline{OO′}$=L,OO′連線與豎直方向OB夾角為θ=60°,讓小球從偏離OB夾角為α0的A處靜止釋放,小球將在豎直平面內作圓周運動,當運動到左側位置C時,釘子會擋住細繩,小球可視為質點,忽略一切摩擦,小球在運動過程中不會與繩子接觸,(取g=10m/s2)求:

(1)小球到達最低點B瞬間,繩子的張力T為多大?
(2)設繩與OB夾角為α,在O點安裝力的傳感器,測量得到小球從A點靜止釋放到最低點B的過程中,繩子拉力T隨cos α變化如下圖2所示,求小球的質量m為多少?初始位置夾角α0為多少?
(3)當α0=90°,且繩子可承受的最大張力TM=5mg時,要使小球恰能繞釘子通過O′點正上方的最高點D,問L的取值范圍.

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