Question

3．小明同學(xué)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量一舊手機(jī)電池的電動(dòng)勢(shì)E（約4.2V）和內(nèi)阻r，除電源、開關(guān)、導(dǎo)線外實(shí)驗(yàn)中有下列器材可供選用：
A．電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻為2Ω）
B．電流表A₂（量程3mA，內(nèi)阻100Ω）
C．電壓表V（量程15V，內(nèi)阻為約10kΩ）
D．滑動(dòng)變阻器R（0-30Ω）
E．定值電阻R₀阻值900Ω

（1）選用合適的實(shí)驗(yàn)器材，連入電路中把實(shí)驗(yàn)電路圖（圖1）補(bǔ)充完整；（標(biāo)出器材對(duì)應(yīng)的物理符號(hào)）
（2）小明同學(xué)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)做出了如圖2所示的圖線，橫軸表示電流表A₁的讀數(shù)I₁，縱軸應(yīng)為電流表A₂的讀數(shù)；根據(jù)圖線可求出電源的電動(dòng)勢(shì)為4.0V；內(nèi)阻為3.0Ω；
（3）與實(shí)際值相比本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)不變；內(nèi)阻不變；（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）分析實(shí)驗(yàn)中給出的儀器，根據(jù)電表的量程確定應(yīng)選用的儀表；
（2）明確電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，再結(jié)合圖象求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)中存在的誤差原因，從而明確測(cè)量值與準(zhǔn)確值之間的關(guān)系．

解答 解：（1）由于給定電壓表量程為15V，遠(yuǎn)大于電源額定電壓，因此不能利用電壓表測(cè)量電壓，可以采用已知內(nèi)阻的A₂與定值電阻串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用；再利用A₁測(cè)量電流；如圖所示；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，I₂（R₀+R_A2）=E-I₁（r+R₁），變形可得：
I₂=$\frac{E}{1000}$-$\frac{{R}_{1}+r}{1000}{I}_{1}$
I₂示數(shù)為mA，則計(jì)算中應(yīng)換算為A；
則由圖象可知，電源的電動(dòng)勢(shì)為：4×10^-3×1000=4.0V；
內(nèi)阻為：r=$\frac{4×1{0}^{-3}-1.5×1{0}^{-3}}{0.5}×1000$-2.0=3.0Ω；
（3）本實(shí)驗(yàn)中由于電流表內(nèi)阻均為定值，在分析中已考慮內(nèi)阻的影響，所以本實(shí)驗(yàn)不存在系統(tǒng)誤差，所得出結(jié)果均是準(zhǔn)確的；
故答案為：（1）如圖所示；（2）電流表A₂，4.0，3.0；（3）不變，不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，要注意正確分析實(shí)驗(yàn)儀器及原理，同時(shí)注意明確應(yīng)用圖象求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法．在處理數(shù)據(jù)時(shí)要注意縱坐標(biāo)單位為mA，所以必須進(jìn)行單位的換算．