Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組欲用如圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。因電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供選用的實驗器材還有：

電流表：A（量程0～0．6A，內(nèi)阻約為0．1Ω）；（量程0～3A，內(nèi)阻約為0．05Ω）；

電壓表：V（量程0～3 V，內(nèi)阻約6kΩ）；

定值電阻：R0（阻值1Ω）；（阻值10Ω）；

滑動變阻器：R（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；（阻值范圍0～1k Ω、額定電流1A)

①為了調(diào)節(jié)方便，測量準(zhǔn)確，實驗中應(yīng)選用電流表的量程為____，定值電阻R0的阻值為____，滑動變阻器的阻值范圍為____。

②按正確的器材連接好實驗電路后，接通開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值R，讀出對應(yīng)的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U，并作記錄。某同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出U－I圖線______。

	1	2	3	4	5	6
I/A	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.40
U/V	1.32	1.25	1.18	1.18	1.04	0.90

③由圖線得到被測電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=_______Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

④用該實驗電路測出的電動勢值E測___實際值；內(nèi)阻r測____實際值。（選填“＞”、“＜”或“＝”）

⑤引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是___。

A．由于電壓表和電流表讀數(shù)不準(zhǔn)確引起誤差

B．由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總比變阻器和保護電阻的電壓大

C．由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實際電流小

D．保護電阻R0的使用

Answer 1

【答案】 0～0.6A 1Ω 0～10Ω 見解析 E=1.45V （1.41~1.49均可） r=1.37 （1.28~1.45均可） <(小于) <（小于） C

【解析】（1）由于電源是一節(jié)干電池（1.5V）；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，故選1Ω；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象；

（2）畫出的U-I圖像如圖；

（3）由圖像可得：E=1.45V；

（4）由于電壓表分流導(dǎo)致電流表測量結(jié)果偏小，分別作出真實圖象和測量圖象； 當(dāng)外電路短路時，電壓表的分流可以忽略；故兩種情況下短路電流相同；如圖所示；

由圖可知：E測＜E真，r測＜r真．

（5）由以上的分析可知，引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實際輸出的電流小，故選C.