Question

16．某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內阻，實驗原理如圖所示，其中，虛線框內為靈敏電流計，G改裝的電流表A，V為標準電壓表，E為待測電池組，S為開關，R₂為滑動變阻器，R₀是標稱值為5.0Ω的定值電阻．

（1）已知靈敏電流計G的滿偏電流I_g=100μA，內阻r_g=2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，應并聯(lián)一只阻值為1.0Ω（保留2位有效數(shù)字）的定值電阻R₁；
（2）某次實驗測得電壓表V的示數(shù)和流經滑動變阻器R₂的電流的兩組數(shù)據(jù)分別為（5.26V，20mA）和（4.46 V，160mA），則由這兩組數(shù)據(jù)可計算出電池組的內阻r=0.71Ω（保留2位有效數(shù)字）．
（3）該小組在前面實驗的基礎上，為探究圖電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響，用一已知電動勢和內阻的標準電池組，通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內阻的測量值總是偏大．若測量過程無誤，則內阻測量值總是偏大的可能原因是BC．（填選項前的字母）
A．滑動變阻器的最大阻值偏小
B．R₁的實際阻值比計算值偏小
C．R₀的實際阻值比標稱值偏大．

Answer 1

分析 （1）明確改裝原理，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得應并聯(lián)的電阻；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律列出對應的方程，聯(lián)立即可求得電池組的等效內阻，再減去保護電阻的阻值即為實際電阻；
（3）結合電路圖，由閉合電路歐姆定律E=U+I（R₀+r）分析內阻測量值總量偏大的原因．

解答 解：（1）根據(jù)電流表的改裝原理，有：
R₀=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{100×1{0}^{-6}×2000}{200×1{0}^{-3}-100×1{0}^{-6}}$=1.0Ω
（2）由閉合電路歐姆定律可知：
5.26=E-0.02r
4.46=E-0.16r
聯(lián)立解得：r=5.71Ω
由于測出的值包含保護電阻，故實際內阻值為：r真=5.71-5=0.71Ω
（3）A、滑動變阻器起調節(jié)作用，其大小不會影響r的測量結果，故A錯誤；
B、電表改裝時，R₁的實際阻值比計算值偏小，可導致通過表頭的電流偏小，電流表讀數(shù)偏小，故內阻測量值總量偏大；故B正確；
C、電表改裝時，R₀的實際阻值比計算值偏大，可導致通過表頭的電流偏小，電流表讀數(shù)偏小，故內阻測量值總量偏大；故C正確；
故選：BC．
故答案為：①1.0；②5.7；③BC

點評 本題考查電源電動勢和內電阻的測量；要注意明確實驗原理，知道數(shù)據(jù)連接的方法，明確電表的改裝方法；并能通過電路結論分析誤差原因．注意保護電阻在測量時可以視為內電阻進行分析．