Question

17．某同學(xué)欲測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材有：內(nèi)阻很大的電壓表、電阻箱、阻值R₀=5Ω的定值電阻，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)原理圖如圖甲所示．
（1）請完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟：
A．檢查電壓表，并調(diào)節(jié)電壓表的指針指零，調(diào)節(jié)電阻箱的示數(shù)如圖乙所示，則電阻箱的阻值是20．
B．將開關(guān)S₁閉合，開關(guān)S₂斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；
C．將開關(guān)S₁、S₂閉合，電壓表的示數(shù)是1.16V；最后斷開開關(guān)S₁、S₂
（2）使用測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是0.69（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．
（3）分析可知，本實(shí)驗(yàn)即使忽略電表讀數(shù)誤差及各儀器的精度不夠帶來的影響，測得的電動勢仍有誤差，這是電壓表分流的緣故．
（4）試簡述本實(shí)驗(yàn)中加接電阻R₀的原因？一、增大等效內(nèi)阻可以使電阻箱變化時，電壓表的示數(shù)能有明顯的變化；
二、保護(hù)電源．

Answer 1

分析 ①根據(jù)電阻箱的讀數(shù)方法可得出電阻箱接入的電阻值；
②開關(guān)s₁閉合，開關(guān)s₂斷開時，電壓表測電源的電動勢；再將開關(guān)s₂閉合時電壓表的示數(shù)，利用閉合電路歐姆定律可得出電源的電動勢；
③根據(jù)閉合電路的歐姆定律可分析電壓表內(nèi)阻不是無窮大時的示數(shù)與真實(shí)值的大小關(guān)系．

解答 解：（1）電阻箱只有×10檔位有示數(shù)為2，故電阻箱的接入電阻應(yīng)為2×10=20Ω；
（2）由題意可知，電源的電動勢為1.49V，當(dāng)接入電阻箱時，路端電壓為1.16V；由電路歐姆定律可知電路中電流為：I=$\frac{1.16}{20}$=0.058A；
則內(nèi)電阻與R₀之和為r+R₀=$\frac{1.49-1.16}{0.058}$=5.69Ω；故內(nèi)電阻r=5.69-5=0.69Ω；
（3）由因電壓表內(nèi)阻不能忽略，其電阻會分流，從而使測量結(jié)果不準(zhǔn)確；
（4）由于內(nèi)阻較小，為了保護(hù)電源同時能增大等效內(nèi)阻；故加裝R₀；增大等效內(nèi)阻可以使電阻箱變化時，電壓表的示數(shù)能有明顯的變化；
同時，可以減小流過電源的電流，起到保護(hù)作用；
故答案為：（1）20；（2）0.69；（3）電壓表分流；（4）一、增大等效內(nèi)阻可以使電阻箱變化時，電壓表的示數(shù)能有明顯的變化；
二、保護(hù)電源

點(diǎn)評 本題在求內(nèi)阻時要注意電壓表測得的并非路端電壓而是路端電壓減去R₀兩端的電壓，故在求內(nèi)阻時應(yīng)減去R₀．