Question

【題目】某同學(xué)要測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

①實(shí)驗(yàn)室除提供開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線外，有以下器材可供選擇：電壓表：V（量程 3V，內(nèi)阻Rv約為10kΩ）

電流表：G（量程3mA，內(nèi)阻Rg=100Ω）

電流表：A（量程3A，內(nèi)阻約為0.5Ω）

滑動(dòng)變阻器：R（阻值范圍0~10Ω，額定電流2A）

定值電阻：R0=0.5Ω

該同學(xué)依據(jù)器材畫出了如圖甲所示的原理圖，他沒(méi)有選用電流表A的原因是_____________．

②該同學(xué)將電流表G與定值電阻R0并聯(lián)，實(shí)際上是進(jìn)行了電表的改裝，則他改裝后的電流表對(duì)應(yīng)的量程是______A．

③該同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)原理圖測(cè)得數(shù)據(jù)，以電流表G讀數(shù)為橫坐標(biāo)，以電壓表V讀數(shù)為縱坐標(biāo)繪出了如圖乙所示的圖線，根據(jù)圖線可求出電源的電動(dòng)勢(shì) E=______V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），電源的內(nèi)阻 r=_____Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

④由于電壓表內(nèi)阻電阻對(duì)電路造成影響，本實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量結(jié)果電動(dòng)勢(shì)E________，內(nèi)阻r_______（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）

Answer 1

【答案】量程與被測(cè)電流值相比較太大0.6031.480.84偏小偏小

【解析】試題分析：根據(jù)干電池的電動(dòng)勢(shì)和滑動(dòng)變阻器R1，可估算出電路中電流最小值，沒(méi)有選用電流表A的原因是量程太大；根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)求解改裝后的電流表對(duì)應(yīng)的量程；根據(jù)電流表G讀數(shù)與改裝后電流表讀數(shù)的關(guān)系，由閉合電路歐姆定律求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；利用“等效電源法”進(jìn)行誤差分析．

①一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)約 E=1.5V，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選 R1，它的阻值范圍是0-10Ω，電路中最小電流約，電流表A的量程是3A，0.15A不到該量程的三分之一，流表量程太大，因此不能用電流表A．

②改裝后電流表量程：;

③由上可知，改裝后電流表的量程是電流表G量程的 200 倍，圖象的縱截距b等于電源的電動(dòng)勢(shì)，由圖讀出電源的電動(dòng)勢(shì)為：E=1.48V．

圖線的斜率大小k=r，由數(shù)學(xué)知識(shí)知：，則電源的內(nèi)阻為：r=k=0.84Ω，

④可用“等效電源法”分析誤差大小：可以把電源與電壓表看做一等效電源，則電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值等于外電路斷開(kāi)時(shí)“等效電源”兩極間的電壓，由于電壓表不是理想電表，所以有電流通過(guò)“電源”，因而路端電壓要小于電動(dòng)勢(shì)，所以電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值即偏小；同理，此電路測(cè)得的內(nèi)電阻是“等效電源”的內(nèi)阻，即電壓表與電池內(nèi)阻的并聯(lián)電阻，所以測(cè)得的內(nèi)阻也小于真實(shí)值．