- 2017济宁高考模拟物理
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相关例题：
题目编号：2017-MZ-001
题目描述：
电路图：电源、电阻器R1、滑动变阻器R2、电压表V、电流表A
实验步骤：
1. 将滑动变阻器滑片滑至最左端，闭合开关S，用电压表和电流表分别测量电源两端电压和通过电阻器R1的电流。
2. 调节滑动变阻器滑片，使电压表和电流表的读数分别为U和I。
3. 记录下U和I的值。
问题：
1. 根据实验原理，该实验的原理是什么？请用公式表示。
2. 根据实验数据，求出滑动变阻器的最大阻值R2max。
3. 假设电源的内阻未知，如何通过实验数据求出电源的电动势E？请写出求解过程。
解答：
1. 根据实验原理，该实验的原理是闭合电路欧姆定律：E = U + Ir，其中U为路端电压，I为总电流，r为电源内阻。
2. 根据实验数据，已知电源电动势E、路端电压U、电阻器R1的阻值R1和通过电阻器R1的电流I，可求出总电流I = U/R1。再根据闭合电路欧姆定律E = U + Ir，可求出滑动变阻器的最大阻值R2max = E - U/I。
3. 假设电源的内阻未知，可以通过实验数据求出电源的电动势E。根据闭合电路欧姆定律E = U + Ir，其中U为路端电压，I为总电流，r为电源内阻。由于已知路端电压U和电阻器R1的阻值R1和通过电阻器R1的电流I，可以求出总电流I = U/R1 + r/R1。再根据实验数据求出滑动变阻器的最大阻值R2max = E - U/I = E - U/(U/R1 + r/R1) = E - R2max/(R1 + R2max)。将此式代入总电流I的表达式中可得：E = (U + R2maxI)/(R1 + R2max)。求解方程可得电源电动势E = (U + R2maxI)/(R1 + R2max) - R2max/(R1 + R2max) = (UR1 + Ur + IrR1 + IUr)/(R1(R1 + R2max)) - R2max/(R1(R1 + R2max))。其中U为路端电压，I为总电流，r为电源内阻。
注意：以上解答仅供参考，实际实验结果可能因仪器误差等因素而有所偏差。
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