Question

17．歐姆表內(nèi)部含有電源，某同學(xué)利用下列實(shí)驗(yàn)器材測量歐姆表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格如下：
電流表A₁（量程為30mA，內(nèi)阻r₁約為50Ω）
電流表A₂（量程為200μA，內(nèi)阻r₂為300Ω）
定值電阻R₀（阻值為9700Ω）
滑動(dòng)變阻器R（0～150Ω）
開關(guān)和若干導(dǎo)線
（1）使用上述實(shí)驗(yàn)器材，請?jiān)O(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)并完成下面圖1虛線方框中的電路．

（2）將實(shí)驗(yàn)器材按（1）中的電路圖連接，閉合開關(guān)，將滑動(dòng)變阻器的觸頭滑至某一位置，讀出電流表A₁和A₂的示數(shù)I₁、I₂．多次改變滑動(dòng)觸頭的位置，得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在如圖2所示的坐標(biāo)紙上作出I₂-I₁圖線，根據(jù)圖中信息可求得歐姆表內(nèi)部電源的電動(dòng)勢為1.5V，內(nèi)電阻為20Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）如果多用表內(nèi)的電池用舊，其電動(dòng)勢減小，內(nèi)阻增大，但兩表短接時(shí)仍能完成歐姆調(diào)零，用此表的歐姆檔測導(dǎo)體的電阻時(shí)，其測量值大于真實(shí)值（填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可得出對(duì)應(yīng)的原理圖，注意電表改裝的應(yīng)用；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，再由圖象可求得電動(dòng)勢和內(nèi)電阻；
（3）根據(jù)多用電表的原理可知實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：①由于沒有電壓表，所以把電流表A₂和定值電阻R₀串聯(lián)改裝成電壓表使用．
（2）E=I₂（R₀+r₂）+（I₁+I₂）r
得：I₂=$\frac{E}{{R}_{0}+{r}_{2}+r}$-$\frac{r}{{R}_{0}+{r}_{2}+r}$
由圖示可知，電源電動(dòng)勢為：E=I₁（R_l+R_A1）=149×10^-6×10000=1.49V，
電源內(nèi)阻為：k=$\frac{△{I}_{1}（{R}_{1}+{R}_{A1}）}{△{I}_{2}}$=$\frac{（149-100）×1{0}^{-6}}{25×1{0}^{-3}}$≈2.0×10^-3Ω；
由公式可得：k=$\frac{r}{{R}_{0}+{r}_{2}+r}$
解得：r=20Ω；
（3）紅黑表筆短接時(shí)，示數(shù)為零（實(shí)際為滿偏電流），電池電動(dòng)勢減小，必須減小歐姆檔內(nèi)阻才能達(dá)到滿偏，而半偏時(shí)待測阻值等于歐姆檔內(nèi)阻，但刻度值仍為電動(dòng)勢減小前的內(nèi)阻值，所以測量值偏大．
故答案為：①如圖所示；（2）1.49，20；（3）大于；

點(diǎn)評(píng) 測定電動(dòng)勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中要注意數(shù)據(jù)的處理時(shí)主要應(yīng)用了圖象法，在學(xué)習(xí)中要掌握讀數(shù)及畫圖的能力，要結(jié)合公式理解圖象中點(diǎn)、線、交點(diǎn)及截距的意義．