Question

15．在測(cè)定一組干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，教師提供了下列器材：
（A）待測(cè)的干電池
（B）電流傳感器1
（C）電流傳感器2
（D）滑動(dòng)變阻器R（0～20Ω，2A）
（E）定值電阻R₀（2000Ω）
（F）開關(guān)和導(dǎo)線若干
某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓傳感器，但給出了兩個(gè)電流傳感器，于是他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來完成實(shí)驗(yàn)．

（1）在實(shí)驗(yàn)操作過程中，如將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)，則電流傳感器1的示數(shù)將變小（選填“變大”、“不變”或“變小”）．
（2）圖乙為該同學(xué)利用測(cè)出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的兩個(gè)電流變化圖線，其中I_A、I_B，分別代表兩傳感器的示數(shù)，但不清楚分別代表哪個(gè)電流傳感器的示數(shù)．請(qǐng)你根據(jù)分析，由圖線計(jì)算被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=3V，內(nèi)阻r=2Ω．
（3）（單選題）用上述方法測(cè)出的電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻與真實(shí)值相比D．
（A）E偏大，r偏小   （B）E偏小，r偏大
（C）E偏大，r偏大   （D）E偏小，r偏�。�

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器在電路中應(yīng)起到調(diào)節(jié)電流的作用，滑片P向右滑動(dòng)時(shí) R值減小，電流傳感器1的示數(shù)和電流傳感器2的示數(shù)都變化．
（2）由閉合電路歐姆定律可得出與題目中給出儀器有關(guān)的表達(dá)式，再由數(shù)學(xué)規(guī)律可得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．
 （3）分析電路中電表內(nèi)阻的影響，從而明確實(shí)驗(yàn)誤差，找出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻與真實(shí)值之間的關(guān)系．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器在電路中應(yīng)起到調(diào)節(jié)電流的作用，滑片P向右滑動(dòng)時(shí) R值減小，電流傳感器2的示數(shù)變大，電流傳感器1的示數(shù)變�。�
    （2）由閉合電路歐姆定律可得：
     I₁R₀=E-（I₁+I₂）r
變形得：I₁=$\frac{E}{{R}_{0}+r}$-$\frac{r}{{R}_{0}+r}$I₂；
由數(shù)學(xué)知可得：圖象中的k=$\frac{r}{{R}_{0}+r}$；b=$\frac{E}{{R}_{0}+r}$；
由圖可知：b=1.50；k=$\frac{1.35-1.05}{0.45-0.15}$×1×10^-3=1×10^-3；
故解得：E=3V，r=2Ω；
（3）本題中傳感器1與定值電阻串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用； 本實(shí)驗(yàn)中由于電流傳感器1的分流，使電流傳感器2中電流測(cè)量值小于真實(shí)值，而所測(cè)量并計(jì)算出的電壓示數(shù)是準(zhǔn)確的，當(dāng)電路短路時(shí)，電壓表的分流可以忽略不計(jì)，故短路電流為準(zhǔn)確的，則圖象應(yīng)以短流電流向左下移動(dòng)，故圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)減小，圖象的斜率減小，故電動(dòng)勢(shì)減小，內(nèi)阻小于真實(shí)值；
故答案為：（1）變小；（2）3，2；（3）D．

點(diǎn)評(píng) 本題根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析誤差產(chǎn)生的原因，并根據(jù)誤差的大小選擇實(shí)驗(yàn)電路，可見，實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)的核心，要理解并掌握牢固； 同時(shí)注意正確分析電表內(nèi)阻的影響．