一个物理小问题、今天被同桌问住了、求教

作者&投稿:尔岚 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
物理小题求教?~

这一道物理题主要还是涉及到了一些电路知识的问题,你要综合考虑电阻电容电压的关系。

(1)、P=UI=3.7*1=3.7W
(2)、t=Q/(I待)=2000mAH/10mA=200H 纯待机时间为200小时;
(3)、Q余=Q总-I话t话-I网t网=2000-1000*0.5-500*1=1000mAH 剩余1000mAH电量
(4)、E=U+Ir
r=(E-U)/I=(3.7-3.5)/0.5=0.4Ω

首先一点,看你这个图脖子都疼了!

理想的电压表内阻为无穷大,理想电流表内阻为零,理想的恒压源内阻为零,理想恒流源内阻为无穷大,电动势≠0(通常情况下,在初中的物理题中,一般电源内阻默认为零)。但是现实中的电压表、电流表、电源都有内阻,把表头接入电路中,电流就会经过它,从而干预了原来的电路的工作,这就导致了上图出现的测量误差。

举个例子:MF-47型万用表,表头为电流50μA,内阻5K的动磁表头。当量程为电压档DC10V时,等效内阻为200KΩ,并非无穷大。当量程电流档DC0.5A时,等效内阻为0.5Ω,并不为零。

现在假设你图上的R=10Ω,电源为DC5V,内阻0.5ΩDC的电压源(这里为方便,所以假设的值比较简单)并代入上面两块表的参数进行计算。这里先暂时不讨论恒流源,电池的特性非常接近于恒压源。

如果完全按照你的图纸,电压表并联在电源两端,电流表串联在负载一侧,这时,由于电流表串联在R上,所以R总=R+R电流表+R电源内阻=10Ω+0.5Ω=10.5Ω,经过电阻的电流I=E/(Ri+R+R电流表)=5V/11Ω≈0.455A,此时电压表上的电流大约为5V/200KΩ=25μA,远远小于电阻上的电流,因此可以忽略(当电压表内阻更低或被测电阻很大时无法忽略)。那么这时电压表度数为5V-(0.455A*0.5Ω)≈4.77V,电流表读数为0.455A。此时按照表头读数计算出来的电阻为4.77V/0.455A≈10.48Ω,测量误差为+0.48%。

如果用另外一种接法,即电流表接在电源一侧,电压表并联在电阻两端,这时电流表读数I=5V/(10Ω+0.5Ω+0.5Ω)≈0.455A,电压表读数V=10Ω*0.455A=4.55V。

通过这次简单的模拟可以看出,后者的电压表读数较前者更低。这时按照表头读数计算出来的电阻阻值为4.55V/0.455A=10Ω,没有误差。

如果不接入任何一个表头,经过电阻的电流为I=5V/(10Ω+0.5Ω)≈0.476A,V=0.476A*10Ω=4.76V,电阻阻值为4.76/0.476A=10Ω。

值得一提的是,我代入的两个表头灵敏度已经相当不错了,如果是学生试验用的表头(一般都是1mA以上的动磁电流表改装),产生的误差更大。上述试验用50μA表头仅仅是电压读数发生了偏差,换成1mA表头,连电流同样会出现类似偏差(由于电压表头的分流),那么第二种接法下,同样会出现误差(一般会是负偏差)。你可千万别侥幸认为刚才计算结果没有出现误差,那么第二种接法就没有问题。

值得庆幸的是你的图纸上负载仅仅是个理想状态的可变电阻,如果电阻带有温度系数(比如小灯泡的钨丝),那情况就更复杂了,因为电阻阻值随温度发生变化。


最后说下我自己测量电阻的方法:由于上述两种办法都会有误差,所以我的办法是用恒流源测量电阻(经常使用交流基本不用直流)。首先自己做一个交流恒流源,先使用函数发生器产生信号,再用功率放大器放大,串联一个阻值大约比被测电阻大几百~一千倍的大功率固定电阻到放大器输出端一侧,接上被测电阻,把毫伏表或示波器并联到被测电阻两端,量出电压,用这个电压值除以恒流源的电流值即是被测电阻阻值,我这种方法测量误差可以小于千分之一。

最后附上一张我测量一个扬声器系统阻抗的照片。



如果电压表与电源当等效电源,那等效的电动势就不是E了,内阻也不是r了
等效的电动势=E*RV/(RV+r) 等效内阻=RV*r/(RV+r)


一个物理小问题?
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高邮市13315584187: 一个简单的物理问题!! -
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高邮市13315584187: 一个物理问题
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高邮市13315584187: 一个物理问题 -
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高邮市13315584187: 一个物理题目/ -
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高邮市13315584187: 一杯热水和一杯冷水,放进冰箱,哪一个先冻住,为什么物理问题 -
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高邮市13315584187: 一个关于物理的问题 -
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高邮市13315584187: 问个物理问题.在地面上 云把太阳档住了,会看见整片地区全部暗下来了.而在草原上 云把太阳档住了,却能在地面上看见云的影子的飘动~?这是为什么?这... -
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