(2007?鹽城一模)王紅同學(xué)到實(shí)驗(yàn)室做“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)桌上還有一個(gè)定值電阻R0.他設(shè)計(jì)了如圖所示的電路來測(cè)量R0的阻值,實(shí)驗(yàn)時(shí)用U1、U2、I分別表示電表V1、V2、A的讀數(shù),并將滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到不同位置時(shí),記錄了U1、U2、I的一系列值.
(1)他在同一坐標(biāo)紙上分別作出U1-I、U2-I圖線,則所作的直線斜率較大的是
U2-I的圖線
U2-I的圖線

(2)定值電阻R0的計(jì)算表達(dá)式是:R0=
U1-U2
I
U1-U2
I
 (用測(cè)得的物理量表示),若實(shí)驗(yàn)中的所有操作和數(shù)據(jù)處理無錯(cuò)誤,實(shí)驗(yàn)中測(cè)得R0
大于
大于
(填“大于”、“等于”或“小于”)實(shí)際值.
(3)張超同學(xué)說:“在王紅同學(xué)所用的實(shí)驗(yàn)器材中,如果知道電流表的內(nèi)阻rA,就能少用一個(gè)電壓表測(cè)出電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻以及R0的值.請(qǐng)你在虛線框中畫出張超同學(xué)設(shè)想的電路圖,并寫出簡單實(shí)驗(yàn)步驟和E、r、R0三個(gè)物理量的計(jì)算式.
分析:(1)U1-I圖線的斜率絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻,U2-I圖線的斜率絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻和定值電阻R0之和.
(2)R0兩端的電壓(U2-U1)沒有誤差,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
(3)若實(shí)驗(yàn)中沒有伏特表V1,根據(jù)U2-I圖線能測(cè)出的量是電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.
(4)若實(shí)驗(yàn)中沒有伏特表V2,根據(jù)U1-I圖線能測(cè)出的量是電動(dòng)勢(shì)E.
解答:解:(1)U1-I圖線的斜率絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻,U2-I圖線的斜率絕對(duì)值表示電源內(nèi)阻和定值電阻R0之和.
所以U2-I圖象斜率絕對(duì)值大于U1-I圖象的斜率絕對(duì)值.
(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得:定值電阻R0的計(jì)算表達(dá)式是R0=
U1-U2
I

若實(shí)驗(yàn)中的所有操作和數(shù)據(jù)處理無錯(cuò)誤,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,即實(shí)驗(yàn)中測(cè)得R0值大于實(shí)際值.
(3)電路圖:
實(shí)驗(yàn)步驟:①按電路圖連接好電路;

②閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器短路,測(cè)得兩電表讀數(shù)為U1、I1
③移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器不短路,測(cè)得兩電表讀數(shù)為U2、I2
④整理器材,數(shù)據(jù)處理.
由閉合電路歐姆定律  E=U1+I1r,E=U2+I2r,
由部分電路歐姆定律  U1=I1(R0+rA
解得計(jì)算公式為:
①E=
U2I1-U1I2
I1-I2
②rA=
U2-U1
I1-I2
③R0=
U1-I1rA
I1

故答案為:(1)U2-I的圖線.
(2)R0=
U1-U2
I
,大于;
(3)電路圖:
實(shí)驗(yàn)步驟:①按電路圖連接好電路;
②閉合開關(guān)S,移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器短路,測(cè)得兩電表讀數(shù)為U1、I1;
③移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器不短路,測(cè)得兩電表讀數(shù)為U2、I2;
④整理器材,數(shù)據(jù)處理.
計(jì)算公式:
①E=
U2I1-U1I2
I1-I2
②rA=
U2-U1
I1-I2
③R0=
U1-I1rA
I1
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.
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