Question

5．現(xiàn)用如下器材設(shè)計一個既能測量待測電阻的阻值，又能測量電源電動勢的實驗．
A．待測電阻R_x（約100Ω）
B．電流表A（量程100mA，內(nèi)阻約2Ω）
C．電阻箱R₀（最大阻值999.9Ω）
D．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約100Ω）
E．滑動變阻器R（最大阻值100Ω）
F．電源E（電動勢約3V，內(nèi)阻未知）
G．單刀單擲開關(guān)S和單刀雙擲開關(guān)S₁各一個，導(dǎo)線若干

①如圖甲所示是小明設(shè)計的部分測量電路，請你將此電路補充完整，使實驗可以完成．
②下面是小明用完整的電路測R₀的實驗步驟，請你寫下剩下的步驟．
a．將滑動片移支變阻器的上端，閉合開關(guān)S；
b．S₁扳到1，移動滑動變阻器觸頭到適當(dāng)位置，讀出電流（或電壓）表示數(shù)I（或U）；
c．扳到2，保持R不變，調(diào)節(jié)R₀使電流（或電壓）表示數(shù)為I（或U），讀出R₀的值；
③在測出電阻R₀的值后，小明繼續(xù)測電源的電動熱和內(nèi)電阻，圖乙是根據(jù)測量數(shù)據(jù)用描點法作出的路端電壓U與電流I關(guān)系圖線，則電源電動勢為2.96V，內(nèi)電阻為1000Ω．A點明顯偏離U-I關(guān)系圖線，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是讀數(shù)錯誤．

Answer 1

分析 測量電源的電動勢和內(nèi)阻的原理是閉合電路歐姆定律，測量電阻的原理是伏安法，都采用伏安法．
根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律，結(jié)合測量的物理量，求出ε、r和R_x的表達(dá)式，再寫出主要的實驗步驟．

解答 解：①把待測電阻與電阻箱并聯(lián)，然后與開關(guān)串聯(lián)接入電路，電路圖如圖所示：

②測R₀的實驗步驟：
a、將滑動片移支變阻器的上端，閉合開關(guān)S；
b、S₁扳到1，移動滑動變阻器觸頭到適當(dāng)位置，讀出電流（或電壓）表示數(shù)I（或U）；
c、扳到2，保持R不變，調(diào)節(jié)R₀使電流（或電壓）表示數(shù)為I（或U），讀出R₀的值；
③由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸交點坐標(biāo)值為2.96，電源電動勢：E=2.96V，電源內(nèi)阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.96-2.00}{0.096}$=1000Ω．
A點明顯偏離U-I關(guān)系圖線，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是讀數(shù)錯誤造成的．
故答案為：①電路如圖所示；②b、S₁扳到1，移動滑動變阻器觸頭到適當(dāng)位置，讀出電流（或電壓）表示數(shù)I（或U）；c、S₁扳到2，保持R不變，調(diào)節(jié)R₀使電流（或電壓）表示數(shù)為I（或U），讀出R₀的值；③、2.96；1000；讀數(shù)錯誤．

點評 本題考查了實驗步驟、求電源電動勢與內(nèi)阻等問題，知道實驗原理、應(yīng)用閉合電路歐姆定律即可正確解題，根據(jù)實驗步驟分析清楚電路結(jié)構(gòu)是正確解題的前提與關(guān)鍵．