实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U 和电阻r两个物理量来描述它.实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图甲所示:
在图乙中R
1=14Ω,R
2=9Ω.当只闭合S
1时,电流表读数I
1=0.2A;当只闭合S
2时,电流表读数I
2=0.3A,把电源按图甲中的等效方法处理.求电源的电压U 和电阻r.
考点分析:
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某同学复习中用图1所示的电路再次探究串联电路电压的规律.实验时意外发现:“当变阻器滑片P向左移动时,电压表读数之和减小.”他产生了疑惑,在老师的引导下,知道了用久了的普通干电池内部有不可忽略的电阻.可将它看作一个理想电源(电压U恒定,电阻为0)与一个电阻r的串联(图2所示)
请你帮他选择适当器材,设计测量干电池电阻r的实验方案.
可供选用的器材:一个电压表,符合实验要求的已知阻值的定值电阻R
1、R
2(R
1≠R
2),导线和开关若干,一节旧干电池.
要求R
1、R
2在同一电路中不能同时工作,请完成:
(1)画出实验电路图.
(2)根据你设计的电路写出主要的实验步骤.
(3)写出电阻r的数学表达式(用已知量和测量量表示).
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某同学设计了如图所示的电路图.没做实验前他认为;当闭合S,移动变阻器的滑片P,电流表示数变化,电压表示数不变(即电源两端电压保持不变);但是实验结果使他大吃一惊,他发现:当P移动时,电流表和电压表示数都发生了变化.他把六次实验的数据记录在下面的表格中:(电流表的电阻和通过电压表的电流忽略不计)
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
电流表示数I/A | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
电压表示数 U/V | 2.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | |
(1)根据表中的数据,在图中画出U-I图象
(2)根据图象,写出U-I的函数表达式______;
(3)他猜想P移动时之所以电压表示数有变化,可能是由于电池组内部有电阻造成的,理论和实践证明他的猜想是正确的.请根据相关信息得出电池组内部电阻r=______Ω;
(4)当变阻器连入电路中电阻R=20Ω时,电流表的示数是多少?(要求列式计算)
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欣儿手头上有完全相同的1元硬币10枚,为了测出其中一枚硬币的密度,她设计了一个小实验.实验器材有空金属筒、量杯和水;主要的实验步骤如下:
A.将10枚硬币全部放入水中,此时量杯中水面处刻度如图所示;
B.将10枚硬币放入金属筒中,让金属筒漂浮在量杯中,记下此时水面处的刻度值为53mL;
C.将空金属筒放入盛有适量水的量杯中,让其漂浮,记下此时水面处的刻度值为22mL.
(1)合理的实验顺序是
(只填字母序号)
(2)由实验可知硬币的密度ρ=
kg/m
3;
(3)实验中,欣儿运用了下列哪些实验方法?
(填字母序号).
A.控制变量法 B.转换法 C.类比法 D.累积法.
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如图所示,AC是轻质杠杆,O为支点,AC=1m,OA=BC,在B处挂一个重为G的小球.
(1)为使杠杆在水平位置平衡,请画出施加在杠杆上的最小动力F的示意图.
(2)若F=
G,则OB的长度是______.
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为了测定一石块的密度,某同学用天平测得装满水的烧杯的总质量为210g,把小石块放入装满水的烧杯中,溢出水的质量为20g,剩余水、烧杯、石块总质量为240g,求石块的密度.
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