Question

7．如圖所示是探究電源電動(dòng)勢和電源內(nèi)、外電壓關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，下部是可調(diào)高內(nèi)阻電池．提高或降低擋板，可改變A、B兩電極間電解液通道的橫截面積，從而改變電池內(nèi)阻．電池的兩極A、B與電壓傳感器2相連，位于兩個(gè)電極內(nèi)側(cè)的探針a、b與電壓傳感器1相連，R是滑動(dòng)變阻器．（實(shí)驗(yàn)前已給電源充足了電）
下表是某實(shí)驗(yàn)小組在固定擋板位置不變，改變R進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中所記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8
外電壓U外（V）	2.15	2.01	1.84		1.65	1.61	1.53	1.46
內(nèi)電壓U內(nèi)（V）	0	0.12	0.26		0.42	0.45	0.52	0.58
內(nèi)、外電壓之和U總（V）	2.15	2.13	2.10	2.08	2.07	2.06	2.05	2.04

（1）該小組仔細(xì)檢查儀器和研究實(shí)驗(yàn)過程，并沒發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤．重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)仍為上述數(shù)據(jù)．則該實(shí)驗(yàn)U_總逐漸變化的原因是：探針離開電極距離過大
（2）為了證實(shí)（1）中推斷，該小組在獲得序號(hào)6的數(shù)據(jù)時(shí)，用電流傳感器測得流過R的電流為9mA．由此計(jì)算出兩探針之間的電阻是50Ω，該可調(diào)高內(nèi)阻電源在此擋板位置的實(shí)際內(nèi)阻是60Ω．
（3）根據(jù)以上判斷和計(jì)算出的兩個(gè)阻值，將序號(hào)4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)全．

Answer 1

分析 （1）分析表中數(shù)據(jù)的變化，根據(jù)閉合電路歐姆定律的應(yīng)用分析變化原因；
（2）根據(jù)歐姆定律對內(nèi)電阻分析可求得內(nèi)電阻；而根據(jù)外部斷路時(shí)的電壓為電動(dòng)勢，再利用歐姆定律求出實(shí)際電阻；
（3）根據(jù)電動(dòng)勢和測量出的總電壓可利用沒有計(jì)算在內(nèi)的內(nèi)電阻求出電流，再由歐姆定律即可求得路端電壓和內(nèi)電壓．

解答 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，隨路端電壓的減小總電壓量減小量增多，因路端電壓減小時(shí)，電流增大，由于探針離開電極距離過大，沒有測量全部電阻，從而使內(nèi)電壓誤差較大；
（2）由歐姆定律可知，內(nèi)部電阻R=$\frac{{U}_{內(nèi)}}{I}$=$\frac{0.45}{9×1{0}^{-3}}$=50Ω；
實(shí)際內(nèi)電壓U_實(shí)=2.15-1.61=0.54V；則實(shí)際內(nèi)阻R_實(shí)=$\frac{{U}_{實(shí)}}{I}$=$\frac{0.54}{9×1{0}^{-3}}$=60Ω；
（3）4時(shí)的總電壓為2.08V，則沒有測出的10Ω電阻兩端的電壓U₁=2.15-2.08=0.07V；
此時(shí)電路中電流I₁=$\frac{0.07}{10}$=0.007A；
此時(shí)測量的內(nèi)壓U₂=I₁R=0.007×50=0.35V；
外電壓U₃=2.08-0.35=1.73V；
故答案為：
（1）探針離開電極距離過大（或有部分內(nèi)阻沒有測量在內(nèi)）
（2）50  60
（3）1.73  0.35

點(diǎn)評 本題考查測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，解題時(shí)一定注意正確分析題意，明確表格中數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，才能準(zhǔn)確利用閉合電路歐姆定律求解．