- 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：
在某中学的物理实验室中，有一台旧式电扇需要维修。这台电扇的电路由一个定值电阻R1和一个滑动变阻器R2组成。已知电源电压为6V，且保持不变。为了测量电扇的功率，需要测量电阻R1和滑动变阻器R2的阻值。实验室中只有一只量程合适的电流表和一只电压表（但已知其内阻不能忽略）。
要求：
1. 写出实验原理；
2. 画出实验电路图；
3. 写出实验步骤；
4. 根据实验数据，推导出电扇的功率表达式。
答案：
1. 实验原理：利用伏安法测量电阻，通过滑动变阻器改变电路中的电流和电压，从而测量电扇的功率。
2. 电路图：
电源E，电压为6V；
开关S；
定值电阻R1，阻值已知；
滑动变阻器R2，最大阻值为Ro；
电流表A（内阻为ra）；
电压表V（内阻为rv）。
3. 实验步骤：
a. 将滑动变阻器滑片置于最左端，闭合开关S；
b. 用电压表测量电源电压U，用电流表测量电路中的电流I；
c. 逐渐向右移动滑片，每次记录电压表和电流表的读数；
d. 当电流表读数达到稳定时，记录此时的电压表读数U1和电流表读数I1；
e. 断开开关S，用电压表测量滑动变阻器两端的电压U2。
4. 根据实验数据，推导出电扇的功率表达式为：P = (U - U2)(I - I1) / R1 + ra + rv。其中，P为电扇的功率，U为电源电压，U2为滑动变阻器两端的电压，I为电路中的电流，I1为稳定时的电流。
注意：由于滑动变阻器的阻值在不断变化，因此需要多次测量并取平均值以减小误差。同时，由于电流表和电压表的内阻不能忽略，因此需要将它们考虑在内进行计算。
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