Question

12．如圖所示，為某同學(xué)測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)電路，圖中E為待測(cè)電器，A₁、A₂，V₁、V₂均為非理想電表，內(nèi)阻未知，G為靈敏電流計(jì)，R₁、R₂為滑動(dòng)變阻器，S為開關(guān)，實(shí)驗(yàn)的主要步驟為：
①閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁、R₂，使電流計(jì)G的示數(shù)為零，讀出此時(shí)電流表A₁、A₂的示數(shù)之和I₁，以及電壓表V₁，V₂的示數(shù)之和U₁；
②兩次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁，R₂，使電流計(jì)G的示數(shù)為零，讀出此時(shí)電流表A₁，A₂的示數(shù)之和I₂，以及電壓表V₁，V₂的示數(shù)之和U₂；
③斷開開關(guān)S．
試回答下列問題：
（1）開關(guān)S閉合后，圖中滑動(dòng)變阻R₁、R₂的滑動(dòng)觸頭均應(yīng)置于變阻器的右端（填“左”或“右”）；
（2）開關(guān)S閉合后，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁、R₂，使電流計(jì)G的示數(shù)為零時(shí)，圖中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)φ₁=φ₂，c、a兩點(diǎn)與c，b兩點(diǎn)的電勢(shì)差U_a=U_b（填“＞”、“=”或“＜”）
（3）電流表和電壓表的內(nèi)阻不會(huì)（填“會(huì)”或“不會(huì)”）對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響
（4）根據(jù)兩次測(cè)量數(shù)據(jù)，可得電源電動(dòng)勢(shì)為E=$\frac{{U}_{2}{I}_{1}-{U}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，電源內(nèi)阻為r=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）明確電路結(jié)構(gòu)，知道應(yīng)讓電路中電流由零開始調(diào)節(jié)，從而確定滑動(dòng)變阻器滑片的位置；
（2）分析電路結(jié)構(gòu)，明確電流計(jì)為零時(shí)兩端電勢(shì)差為零；
（3）明確電路結(jié)構(gòu)，知道電流之和和電壓之和即為我們需要的路端電壓和干路電流；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，聯(lián)立方程即可求得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖可知，R₁與電流表A₁和電壓表兩滑動(dòng)變阻器與電流表串聯(lián)，為了讓電路中開始時(shí)電流由零開始調(diào)節(jié)，故滑片均應(yīng)置于變阻器的右端；
（2）開關(guān)S閉合后，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁、R₂，使電流計(jì)G的示數(shù)為零時(shí)，則說明電流計(jì)兩端電壓為零，即圖中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等；c、a兩點(diǎn)與c，b兩點(diǎn)的電勢(shì)差相等；
（3）由于G中無電流，則說明兩電流之和為流過電源的電流，兩電壓表之和為路端電壓，因此實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻不會(huì)帶來影響；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，U₁=E-I₁r
U₂=E-I₂r
聯(lián)立解得：E=$\frac{{U}_{2}{I}_{1}-{U}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；r=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$
故答案為：（1）右；（2）=；=（3）不會(huì)；（4）$\frac{{U}_{2}{I}_{1}-{U}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中如何減少實(shí)驗(yàn)誤差，明確電流計(jì)的作用是解題的關(guān)鍵．