Question

【題目】利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。要求盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。

（1）應(yīng)該選擇的實(shí)驗(yàn)電路是圖中的______（選項(xiàng)“甲”或“乙”）。

（2）現(xiàn)有開關(guān)和導(dǎo)線若干，以及以下器材：

A. 電流表A1：量程0~0.6 A，內(nèi)阻約0.125 Ω

B. 電壓表V1: 量程0~3 V，內(nèi)阻約3 kΩ

C. 電壓表V2: 量程0~15 V，內(nèi)阻約15 kΩ

D. 滑動(dòng)變阻器0~50 Ω

E. 滑動(dòng)變阻器0~500 Ω

實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用_______；滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________；（選填相應(yīng)器材前的字母）

（3） 某位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)如下表所示，其中5組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)已經(jīng)標(biāo)在圖的坐標(biāo)紙上，請(qǐng)標(biāo)出余下一組數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并畫出U-I圖線 ____________。

序號(hào)	1	2	3	4	5	6
電壓U（V）	1.45	1.40	1.30	1.25	1.20	1.10
電流( A )	0.060	0.120	0.240	0.260	0.360	0.480

（4）根據(jù)（3）中所畫圖線可得出干電池的電動(dòng)勢(shì)E=_______V，內(nèi)電阻r=______Ω

（5）甲電路中，產(chǎn)生誤差的主要原因是__________________________________________；

流經(jīng)電壓表所在支路的最大電流數(shù)量級(jí)約為_____________________________；

（6）若采用甲電路圖，實(shí)驗(yàn)過程中存在系統(tǒng)誤差。在圖所繪圖像中，虛線代表沒有誤差情況下，電壓表兩端電壓的真實(shí)值與通過電源電流真實(shí)值關(guān)系的圖像，實(shí)線是根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪出的圖像，則圖中能正確表示二者關(guān)系的是______（選填選項(xiàng)下面的字母）。

（7）上述（6）中的實(shí)線是根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪出的圖像，其中U、I分別表示電壓表和電流表的示數(shù)。若字母RV、RA分別表示電壓表和電流表的內(nèi)阻， E/span>、r分別表示電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的真實(shí)值。那么，上述圖像中的實(shí)線圖像與U軸的截距為_________________，斜率為 _______________。

Answer 1

【答案】甲； B； D； 1.5； 0.83； 電壓表的分流； ； A； ； ；

【解析】

（1）當(dāng)待測(cè)電源內(nèi)阻很小時(shí)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，相對(duì)于電源應(yīng)采用電流表外接法（相對(duì)于電壓表采用內(nèi)接法）．（2）根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)選擇電壓表，為方便實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象．（4）電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻，根據(jù)圖示圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．（5）根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)分析誤差原因；（6）明確實(shí)驗(yàn)誤差原因，根據(jù)測(cè)量值和真實(shí)值之間的關(guān)系確定正確的圖象。（7）將電壓表內(nèi)阻RV等效為電源的內(nèi)阻，可求解等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.

（1）干電池內(nèi)阻較小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選題甲所示電路圖；

（2）一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，則電壓表應(yīng)選B，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D；（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出電源的U-I圖象如圖所示：

（4）由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是1.5，則電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，電源內(nèi)阻：；

（5）根據(jù)歐姆定律和串并聯(lián)規(guī)律可知，采用甲電路時(shí)由于電壓表A的分流作用，導(dǎo)致電流表的測(cè)量值小于流經(jīng)電源的電流；流經(jīng)電壓表所在支路的最大電流約為， 數(shù)量級(jí)10-4；

（6）本實(shí)驗(yàn)采用相對(duì)電源的電流表外接法，由于電壓表不是理想電表，故存在分流現(xiàn)象，導(dǎo)致電流表示數(shù)偏小；而當(dāng)外電路短路時(shí)，電壓表的分流可以忽略，故真實(shí)圖象和測(cè)量圖象在橫軸上的交點(diǎn)相同，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選A。

（7）將電壓表內(nèi)阻RV等效為電源的內(nèi)阻，則由等效電路可知當(dāng)外電路斷開時(shí)，等效內(nèi)阻相當(dāng)與RV和r的并聯(lián)，則；即圖像中的實(shí)線圖像與U軸的截距為，斜率為。