Question

【題目】某物理興趣小組設(shè)計了如圖甲所示電路測量一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)阻r。合上開關(guān)S1，開關(guān)S2打到位置1，移動滑動變阻器的滑片P，記錄下幾組電壓表的示數(shù)以及對應(yīng)的電流表示數(shù)；然后將S2打到位置2，移動滑動變阻器的滑片P，再記錄下幾組電壓表的示數(shù)以及對應(yīng)的電流表示數(shù)。在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點作出電壓表示數(shù)U和對應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖像，如圖乙所示，兩圖線（直線）在縱軸上的截距分別為UA、UB，在橫軸上的截距分別為IA、IB。

(1)S2打到位置1時，作出的圖像是圖乙中的圖線___（選填“A”或“B”），測出的電池電動勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因可能是________。

(2)由圖乙可知，干電池電動勢和內(nèi)阻的真實值分別為E真=___、r真=___。

(3)小組同學(xué)繼續(xù)用圖丙所示電路探究測電源電動勢和內(nèi)阻時，電路中各元器件的實際阻值對測量結(jié)果的影響。其中，虛線框內(nèi)為用靈敏電流計G改裝的電流表A，V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測電源，S為開關(guān)，R為滑動變阻器，R0是阻值為4.0Ω的定值電阻。

①已知靈敏電流計G 的滿偏電流Ig=100 μA、內(nèi)阻rg=2.0 kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200 mA，應(yīng)并聯(lián)一只阻值為___Ω的定值電阻R1（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

②小組同學(xué)在前面實驗的基礎(chǔ)上，為探究圖丙所示電路中各元器件的實際阻值對測量結(jié)果的影響，用一已知電動勢和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電源通過上述方法多次測量，發(fā)現(xiàn)電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤，則內(nèi)阻測量值總是偏大的原因可能是________（填選項前的字母）。

A. 電壓表內(nèi)阻的影響

B. 滑動變阻器的最大阻值偏小

C. R1的實際阻值比計算值偏小

D. R0的實際阻值比標(biāo)稱值偏大

Answer 1

【答案】B 電壓表的分流 UA 1.0 CD

【解析】

(1)[1]打到位置時，根據(jù)閉合電路歐姆定律

可知路端電壓測量準(zhǔn)確，當(dāng)路端電壓為0時，短路電流測量準(zhǔn)確，即

打到位置時，干路電流測量準(zhǔn)確，當(dāng)干路電流為0時，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電源電動勢測量準(zhǔn)確，即

此時將電流表和電源視為等效電源，短路電流為

為電流表內(nèi)阻，根據(jù)

結(jié)合圖像可知

所以打到位置時，對應(yīng)的圖線為。

[2]誤差的原因可能是電壓表分流，導(dǎo)致干路電流測量不準(zhǔn)確。

(2)[3]根據(jù)(1)中分析可知電動勢

[4]內(nèi)阻為

(3)①[5]根據(jù)并聯(lián)電路的分流規(guī)律

解得

②[6]A．如果考慮電壓表的內(nèi)阻，測得的電阻相當(dāng)于電源E的內(nèi)阻與R0串聯(lián)后再與電壓內(nèi)阻并聯(lián)的阻值，即測得的電阻值偏小，A錯誤；

B．滑動變阻器的阻值不會影響r的測量結(jié)果，B錯誤；

C．電表改裝時，R1的實際阻值比計算值偏小，可導(dǎo)致通過表頭的電流偏小，電流表讀數(shù)偏小，故內(nèi)阻測量值總量偏大，C正確；

D．結(jié)合電路圖，由閉合電路歐姆定律

R0的實際阻值比稱標(biāo)值偏大，可導(dǎo)致內(nèi)阻測量值總量偏大，故D正確。

故選：CD。