Question

物理學習小組在測定某電源的電動勢E和內(nèi)阻r時，找來一段電阻率較大的粗細均勻的電阻絲ab替代滑動變阻器，設(shè)計了如圖甲所示的實驗，其中R0是阻值為2Ω的保護電阻，滑動片P與電阻絲始終接觸良好。實驗時閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)P的位置，測得aP的長度x和對應(yīng)的電壓U、電流I數(shù)據(jù)，并分別繪制了如圖乙所示的U－I圖象和如圖丙所示的－x圖象。                       

（1）由圖乙可得電源的電動勢E＝________V；內(nèi)阻r＝________Ω。

（2）根據(jù)測得的直徑可以算得電阻絲的橫截面積S＝0.12×10－6m2，利用圖丙可求得電阻絲的電阻率ρ為________Ω·m，圖丙中圖象截距的物理意義是                    。（以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）此實驗用了圖象法處理數(shù)據(jù)優(yōu)點是直觀，但是不能減少或者消除                

（填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）。

　　　　　圖乙　　　　　　　　　　圖丙

Answer 1

【知識點】測定電源的電動勢和內(nèi)阻實驗。J7

【答案解析】答案：（1)3.0(2.99～3.02均可)　    1.0(0.80～1.0均可)　

  (2)1.2×10－6                       電流表內(nèi)阻為2.0Ω   （每空2分）

 （3）系統(tǒng)誤差       （1分）

解析：（1）圖線與縱坐標的交點就是電源的電動勢，從圖上可得：E=3.00V．在圖象中找出兩個清晰的點，

讀出對應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)公式：r==1.0Ω；

（2）電阻絲電阻R==ρ+RA，則=x+RA，﹣x圖象的斜率k===10，

電阻率ρ=kS=10×3.14×≈1.3×10﹣6Ω•m；

由=x+RA可知，函數(shù)﹣x圖線縱截距為2.0Ω，它表示電流表的內(nèi)阻為2Ω；

 （3）圖象法可以減小因為讀數(shù)帶來的偶然誤差，不能減小系統(tǒng)誤差；

故答案為：（1）3.00（2.99～3.02均可）　    1.0（0.80～1.0均可）

（2）1.2×10﹣6電流表內(nèi)阻為2.0Ω   （3）系統(tǒng)誤差

【思路點撥】本題要從如下三個方面加以考慮：（1）應(yīng)用描點法作圖，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，在坐標系中描出對應(yīng)的點，然后根據(jù)各點作出圖象；圖線與縱坐標的交點就是電源的電動勢，根據(jù)公式r=可以求出內(nèi)阻；（2）根據(jù)歐姆定律與電阻定律求出﹣x的函數(shù)表達式，然后根據(jù)圖象求出電阻率．（3）根據(jù)圖象法的意義可明確能否消除的誤差；本題應(yīng)用了圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點法作圖的方法。