Question

7．鈕扣電池是一種常用的電源，如圖1，某學(xué)習(xí)小組想測定其電動勢．
（1）用多用電表的直流電壓10V檔進(jìn)行測量，如圖2，則讀數(shù)為2.5伏．

（2）有的同學(xué)就認(rèn)為由于電池的內(nèi)阻比較大，測量誤差比較大．于是他設(shè)計了圖3的原理圖來測量鈕扣電池的電動勢．現(xiàn)備有下列器材：
A．電流表（量程100 μA，內(nèi)阻約為 2kΩ）；
B．電流表（量程10mA，內(nèi)阻約為10Ω）；
C．電壓表（量程5V，內(nèi)阻約為100kΩ）；
D．帶有可滑動觸頭P的均勻電阻絲AB（電阻約為3Ω）；
E．定值電阻（阻值為2Ω，允許最大電流2A）
F．定值電阻（阻值為10Ω，允許最大電流1.5A）
G．直流電源（6V，內(nèi)阻不計，允許最大電流1.5A）；
H．單刀單擲開關(guān)一個，單刀雙擲開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．

①圖中的電流表選用A，定值電阻R₀選用E．（填器材前的序號）
②請根據(jù)圖3，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖4中的實驗器材連接成實驗電路．
③他按圖正確連接，接通S₀，將開關(guān)S₁接入a，調(diào)節(jié)觸頭P，使電流表示數(shù)為零，然后，S₁接b，讀出電壓表的示數(shù)為2.98V，則鈕扣電池的電動勢E=2.98 V．
④從系統(tǒng)誤差的角度分析，你認(rèn)為這位同學(xué)測量的結(jié)果會偏小．（填“準(zhǔn)確”，“偏小”，“偏大”）

Answer 1

分析 （1）由電表量程確定最小分度，再根據(jù)指針的位置確定讀數(shù)；
（2）該實驗中，滑動變阻器采用了分壓接法，因此要選擇定值電阻R₀較小的，便于研究；
調(diào)節(jié)觸頭P，使電流表示數(shù)為零，即表示鈕扣電池的電動勢等于與其并聯(lián)的滑動變阻器阻值兩端的電壓．
實驗原理是等效替代法測鈕扣電池的電動勢，電壓表的示數(shù)等于鈕扣電池的電動勢

解答 解：（1）多用電表讀數(shù)時量程為10V，則最小分度為0.2V，故指針的讀數(shù)為：2.5V；
（2）①接通S₀，將開關(guān)S₁接入a，調(diào)節(jié)觸頭P，使電流表示數(shù)為零，即表示鈕扣電池的電動勢等于與其并聯(lián)的滑動變阻器阻值兩端的電壓．
為了更好的使得鈕扣電池的電動勢等于與其并聯(lián)的滑動變阻器阻值兩端的電壓，所以電流表選用較小量程的，即選：A．
為了研究方便，定值電阻R₀選用較小阻值的，即選：E．
②接通S₀，將開關(guān)S₁接入a，調(diào)節(jié)觸頭P，使電流表示數(shù)為零，即表示鈕扣電池的電動勢等于與其并聯(lián)的滑動變阻器阻值兩端的電壓．
然后，S₁接b，讀出電壓表的示數(shù)為2.98V，則鈕扣電池的電動勢等于電壓表的示數(shù)，即E_X=2.98V，
③調(diào)節(jié)觸頭P，使電流表示數(shù)為零，即表示鈕扣電池的電動勢等于與其并聯(lián)的滑動變阻器阻值兩端的電壓．
然后，S₁接b，由于電壓表有內(nèi)阻，所以電壓表與其并聯(lián)的滑動變阻器并聯(lián)阻值之和小于并聯(lián)的滑動變阻器阻值，根據(jù)閉合電路歐姆定律得并聯(lián)的滑動變阻器兩端電壓減小，所以測量的結(jié)果會偏小．
故答案為：（1）2.5；
（2）①A，E
②2.98
③偏小

點評 本題考查了等效替代法測鈕扣電池的電動勢，知道電流表示數(shù)為零，即表示鈕扣電池的電動勢等于與其并聯(lián)的滑動變阻器阻值兩端的電壓，明確會測量過程中的誤差．