6.在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中,備有下列器材:
①干電池E(電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0Ω)     ②電壓表V(0∽6V)
③電流表A(0∽0.6A、內(nèi)阻1Ω)       ④電流表G(滿偏電流3mA、內(nèi)阻Rg=100Ω)
⑤滑動變阻器R1(0-15Ω、10A)        ⑥滑動變阻器R2(0∽100Ω、1A)
⑦定值電阻R3=900Ω                  、嚅_關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,其中應(yīng)選用的電表是A和G;滑動變阻器是R1(填寫字母代號)
(2)請在圖1的線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的實驗電路圖,并在圖中標(biāo)上所選用器材的符號.
(3)圖2為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計的實驗,繪出的I1-I2圖線(I1為電流表G的示數(shù),I2為電流表A的示數(shù)),由圖線可求得被測電池的電動勢E=1.47V,內(nèi)電阻r=0.80Ω.(結(jié)果保留三位有效值).此法必有E<E,r<r.(填<、>、=)

分析 (1)根據(jù)給出的儀表明確電流表的選擇;滑動變阻器應(yīng)起來限流保護(hù)作用,并且在使用時要選用易于調(diào)節(jié)的;
(2)由于電流表的內(nèi)阻接近電源的內(nèi)電阻,故若采用電流表外接法,則測得的內(nèi)阻誤差太大;
(3)由作出的U-I圖可知,圖象與縱坐標(biāo)的交點為電源的電動勢;圖象的斜率表示內(nèi)阻.

解答 解:(1)由于電壓表量程過大,不能使用;故使用電流表G與R串聯(lián)的方式充當(dāng)電壓表,用電流表A測量電流;
滑動變阻器起調(diào)節(jié)電路作用,若總電阻太大,則調(diào)節(jié)時電阻變化過大,使電路中電流太小,故應(yīng)選取小一點的電阻,一般約為內(nèi)阻的幾十倍即可;故選R1;
(2)電路直接采用串聯(lián)即可,定值電阻與電流表G串聯(lián)作為電壓表并聯(lián)在電源兩端,采用的是電流表內(nèi)接法;電路圖如右圖所示;
(3)I2為零時,表示斷路,I1=1.47mA E=I1(RG+R3)=1.47V 從橫坐標(biāo)0.1A到0.4A,相差0.3A 縱坐標(biāo)變化量為0.24V (0.24mA對應(yīng)于0.24V) r=$\frac{0.24}{0.3}$=0.8Ω;故電源的電動勢E=1.47;內(nèi)阻r=0.80Ω;采用“等效電源法”分析可知,可把電源與電壓表看做一等效電源,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,測量的電動勢是等效電源外電路斷開時的路端電壓,由于等效電源外電路斷開時電源與電壓表組成一閉合電路,所以等效電源的外電斷開時的路端電壓一定小于電源的電動勢,即E<E
同理,電源內(nèi)阻測量的是等效電源的內(nèi)阻即電源與電壓表的并聯(lián)電阻,由于并聯(lián)電阻小于任一支路的電阻,所以內(nèi)阻測量值偏小,即r<r
故答案為:(1)A、G、R1;(2)如右圖;(3)1.47;0.80;<;<

點評 測電動勢和內(nèi)電阻的實驗高考可較多出現(xiàn),但考查內(nèi)容相對集中,主要是考查誤差分析、電路的選擇及數(shù)據(jù)的處理,應(yīng)注意掌握基礎(chǔ)知識.

練習(xí)冊系列答案
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