问题详情:
已知太阳能电池组的电动势约为0.8V,短路电流约为40mA,为了精确地测出它的电动势和内电阻,可供选择的仪器有:
(A)电流表:量程0.6A,内阻为RA=0.150Ω
(B)电流表:量程20mA,内阻为RB=40.0Ω
(C)电压表:量程5.0V,内阻为RV=5.20kΩ
(D)电阻箱:电阻99.9Ω,允许通过的最大电流0.15A
(E)滑动变阻器:电阻20Ω,允许通过的最大电流1.5A
(F)滑动变阻器:电阻200Ω,允许通过的最大电流0.5A以及开关和导线若干.
(1)请从上述仪器中选择必要的仪器,有 (用仪器前的字母表示).
(2)在虚线框内画出电路图.
(3)说明要测量的物理量 ,并给出计算电动势和内电阻的公式E= ,r= .
【回答】
解:(1)根据电池组的最大电流为40mA,所以电流表要使用量程为20mA的电流表B,
由于电压表的量程为5V,而太阳能电池组的电动势仅仅0.8V,所以电压表不可选,改用电阻箱D.
(2)使用阻安法来测量电池组的电势能和内电阻,故电路原理图如图:
(3)使用阻安法来测量电动势和内电阻,需要至少测量两组数据,R1、R2为电阻箱的读数,I1、I2为电流表的读数,RA为电流表内阻.
根据闭合电路的欧姆定律得:E=I1(RA+R1+r)…①
E=I2(RA+R2+r)…②
联立①②解得:E=,r=.
故*为:(1)BD;(2)如图所示;
(3)选择电阻箱的阻值为R1时,测得电流I1,选择电阻箱的阻值为R2时,测得电流为I2;E=r=
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