Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖10所示的實(shí)驗(yàn)電路，用以測定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的實(shí)驗(yàn)器材為：待測干電池組(電動(dòng)勢(shì)約3 V)、電流表(量程0.6 A，內(nèi)阻小于1 Ω)、電阻箱(0—99.99 Ω)、滑動(dòng)變阻器(0—10 Ω)、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)各一個(gè)及導(dǎo)線若干.考慮到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略.

圖10

(1)該同學(xué)按圖10連線，通過控制開關(guān)狀態(tài)，測得電流表內(nèi)阻約為0.20 Ω.試分析該測量產(chǎn)生誤差的原因是____________________.

(2)簡要寫出利用圖10所示電路測量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟：

①_____________________________;

②_____________________________.

(3)圖11是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的圖象，由此求出待測干電池組的電動(dòng)勢(shì)E=________V、內(nèi)阻r=________Ω.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

圖11

Answer 1

解析：(1)用圖10所示電路測電流表電阻時(shí)用半偏法，其測量方法是：先閉合電鍵K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表滿偏；然后，把開關(guān)S連到C上，保持滑動(dòng)變阻器電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表半偏，則電阻箱的電阻即為電流表電阻，其產(chǎn)生誤差的原因是兩次測量干路中電流不同，測量值比實(shí)際值偏小.

(2)斷開電鍵K，將開關(guān)S與D連接，調(diào)節(jié)電阻箱R，得到兩組R、I值，由閉合電路歐姆定律即可求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.

(3)由閉合電路歐姆定律可得：E=I(R+R_A+r)，即：,由上式可知：圖線的斜率是電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)，圖線在縱軸上的截距是,由此可得：E= V=2.86 V, =0.9,r=2.37 Ω.

答案：(1)滿偏時(shí)滑動(dòng)變阻器阻值與電流表阻值之比偏低；電阻的阻值不能連續(xù)調(diào)節(jié)

(2)斷開K，將R旋至最大值，S擲向D  調(diào)小R直到電流表指針有足夠偏轉(zhuǎn)，改變R值測出幾組I隨R變化的數(shù)據(jù)

(3)2.86(2.76—2.96 V均給分)  2.37 Ω