Question

16．某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測(cè)定某一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，其中，虛線框內(nèi)為靈敏電流計(jì)，G改裝的電流表A，V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測(cè)電池組，S為開(kāi)關(guān)，R₂為滑動(dòng)變阻器，R₀是標(biāo)稱值為5.0Ω的定值電阻．

（1）已知靈敏電流計(jì)G的滿偏電流I_g=100μA，內(nèi)阻r_g=2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，應(yīng)并聯(lián)一只阻值為1.0Ω（保留2位有效數(shù)字）的定值電阻R₁；
（2）某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得電壓表V的示數(shù)和流經(jīng)滑動(dòng)變阻器R₂的電流的兩組數(shù)據(jù)分別為（5.26V，20mA）和（4.46 V，160mA），則由這兩組數(shù)據(jù)可計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r=0.71Ω（保留2位有效數(shù)字）．
（3）該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為探究圖電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過(guò)上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大．若測(cè)量過(guò)程無(wú)誤，則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的可能原因是BC．（填選項(xiàng)前的字母）
A．滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小
B．R₁的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小
C．R₀的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大．

Answer 1

分析 （1）明確改裝原理，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得應(yīng)并聯(lián)的電阻；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律列出對(duì)應(yīng)的方程，聯(lián)立即可求得電池組的等效內(nèi)阻，再減去保護(hù)電阻的阻值即為實(shí)際電阻；
（3）結(jié)合電路圖，由閉合電路歐姆定律E=U+I（R₀+r）分析內(nèi)阻測(cè)量值總量偏大的原因．

解答 解：（1）根據(jù)電流表的改裝原理，有：
R₀=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{100×1{0}^{-6}×2000}{200×1{0}^{-3}-100×1{0}^{-6}}$=1.0Ω
（2）由閉合電路歐姆定律可知：
5.26=E-0.02r
4.46=E-0.16r
聯(lián)立解得：r=5.71Ω
由于測(cè)出的值包含保護(hù)電阻，故實(shí)際內(nèi)阻值為：r真=5.71-5=0.71Ω
（3）A、滑動(dòng)變阻器起調(diào)節(jié)作用，其大小不會(huì)影響r的測(cè)量結(jié)果，故A錯(cuò)誤；
B、電表改裝時(shí)，R₁的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小，可導(dǎo)致通過(guò)表頭的電流偏小，電流表讀數(shù)偏小，故內(nèi)阻測(cè)量值總量偏大；故B正確；
C、電表改裝時(shí)，R₀的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏大，可導(dǎo)致通過(guò)表頭的電流偏小，電流表讀數(shù)偏小，故內(nèi)阻測(cè)量值總量偏大；故C正確；
故選：BC．
故答案為：①1.0；②5.7；③BC

點(diǎn)評(píng) 本題考查電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量；要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道數(shù)據(jù)連接的方法，明確電表的改裝方法；并能通過(guò)電路結(jié)論分析誤差原因．注意保護(hù)電阻在測(cè)量時(shí)可以視為內(nèi)電阻進(jìn)行分析．