Question

10．某同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室做“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有以下器材：
待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約為4V，內(nèi)阻約為2Ω）
一個(gè)阻值未知的電阻R₀ （阻值約為5Ω）
兩個(gè)電壓表（內(nèi)阻很大，有5V、15V兩個(gè)量程）
電流表（內(nèi)阻約為1Ω，量程500mA）
滑動(dòng)變阻器A（0～20Ω，3A）
滑動(dòng)變阻器B（0～200Ω，0.2A）
開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干
該同學(xué)想在完成學(xué)生實(shí)驗(yàn)“測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的同時(shí)測(cè)出定值電阻R₀的阻值，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路．實(shí)驗(yàn)時(shí)他用U₁、U₂、I分別表示電表V₁、V₂、A的讀數(shù)．在將滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到不同位置時(shí)，記錄了U₁、U₂、I的一系列值，其后他在兩張坐標(biāo)紙上各作了一條圖線來(lái)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算了電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻以及定值電阻R₀的阻值．根據(jù)題中所給信息解答下列問(wèn)題：
（1）在電壓表V₁接入電路時(shí)應(yīng)選擇的量程是5V，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇A；（填代號(hào)“A”或“B”）
（2）在坐標(biāo)紙上作圖線時(shí)，用來(lái)計(jì)算電源電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)阻的圖線的橫坐標(biāo)軸、縱坐標(biāo)軸分別應(yīng)該用U₁、I 表示；用來(lái)計(jì)算定值電阻R₀的圖線的橫坐標(biāo)軸、縱坐標(biāo)軸分別應(yīng)該用U₁-U₂、I表示；（填“U₁、U₂、I”或由它們組成算式）
（3）若實(shí)驗(yàn)中的所有操作和數(shù)據(jù)處理均無(wú)錯(cuò)誤，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的定值電阻R₀的值大于真實(shí)值．（選填“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）電壓表應(yīng)選擇較小的量程，有利于讀數(shù)減小誤差，為操作方便并得到較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，滑動(dòng)變阻器選用較小阻值．
（2）計(jì)算電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的圖線應(yīng)為路端電壓U₁與干路電流I的關(guān)系圖線，計(jì)算定值電阻R₀的圖線應(yīng)為R₀兩端的電壓（U₁-U₂）與電流I的關(guān)系圖線；
（3）誤差來(lái)自于電壓表的分流；因R₀兩端的電壓（U₁-U₂）沒(méi)有誤差，電流表示數(shù)比R₀的實(shí)際電流偏小，所以R₀的測(cè)量值偏大．

解答 解：（1）待測(cè)電動(dòng)勢(shì)4V，電壓表的量程應(yīng)選擇5V，有利于讀數(shù)減小誤差，
滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)范圍較大且便于操作，本實(shí)驗(yàn)電動(dòng)勢(shì)較小，故不能選擇總阻值較大的B；故應(yīng)選擇0～20Ω的滑動(dòng)變阻器A；
（2）要想測(cè)出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，應(yīng)明確路端電壓和流過(guò)電源的電流；故計(jì)算電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的圖線應(yīng)為路端電壓U₁與干路電流I的關(guān)系圖線，縱坐標(biāo)的截距代表的是電源的電動(dòng)勢(shì)，直線的斜率代表的是電源的內(nèi)阻的大�。�
要計(jì)算定值電阻R₀的值應(yīng)明確其兩端的電壓和流過(guò)的電流；故其圖線應(yīng)為R₀兩端的電壓（U₁-U₂）與電流I的關(guān)系圖線；直線的斜率即代表的定值電阻R₀．
（3）根據(jù)串并聯(lián)電路規(guī)律可知，R₀兩端的電壓（U₁-U₂）沒(méi)有誤差；但由于電壓表內(nèi)阻不是無(wú)窮大，故電壓表分流使電流表示數(shù)比R₀的實(shí)際電流偏小，故R₀的測(cè)量值偏大．
故答案為：（1）5；A；（2）I；U₁；I；U₁-U₂；（3）大于．

點(diǎn)評(píng) 解決該題關(guān)鍵要掌握測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理和明確電阻的測(cè)量方法、原理和實(shí)驗(yàn)誤差的處理．明確實(shí)驗(yàn)誤差分析的方法，知道誤并自于電表內(nèi)阻，屬于系統(tǒng)誤差．