Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)該電壓表的內(nèi)阻的測(cè)量，又能利用該表完成水果電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量．他用到的實(shí)驗(yàn)器材有：
待測(cè)水果電池組（電動(dòng)勢(shì)約4V，內(nèi)阻約50Ω）、雙向電壓表（量程為2V，內(nèi)阻約為2kΩ）、電阻箱（O～9999Ω）、滑動(dòng)變阻器（O～200Ω）、一個(gè)單刀雙擲開關(guān)及若干導(dǎo)線．
（1）該同學(xué)按右圖所示電路圖連線后，首先測(cè)出了電壓表的內(nèi)阻．請(qǐng)完善測(cè)量電壓表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟：
①將R₁的滑動(dòng)觸片滑至最左端，將S撥向1位置，將電阻箱阻值調(diào)為0；
②調(diào)節(jié)R₁的滑動(dòng)觸片，使電壓表示數(shù)達(dá)到滿偏；
③保持R₁的滑動(dòng)觸片位置不變，調(diào)節(jié)R₂，使電壓表的示數(shù)達(dá)到最大值的一半；
④讀出電阻箱的阻值，記為R₂，則電壓表的內(nèi)阻R₁=______．
（2）若測(cè)得電壓表內(nèi)阻為2kΩ，分析此測(cè)量值應(yīng)______真實(shí)值．（填“大于“、“等于”、“小于”）．
（3）接下來(lái)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①將開關(guān)S撥至______（填“1”或者“2”）位置，將R₁的滑動(dòng)觸片移到最______端，不再移動(dòng)；
②調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電壓表的示數(shù)達(dá)到一合適值，記錄下電壓表的示數(shù)和電阻箱的阻值；
③重復(fù)第二步，記錄多組電壓表的示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電阻箱的阻值：
（4）若將電阻箱與電壓表并聯(lián)后的阻值記錄為R，做出

1

U

-

1

R

圖象，則可消除系統(tǒng)誤差，如圖所示．其中截距為b，斜率為k則電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為：E=______，內(nèi)阻的表達(dá)式為：r=______．

Answer 1

（1）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不變，電壓表與電阻箱兩端電壓不變，電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓的一半，則電阻箱分壓與電壓表分壓相等，電壓表內(nèi)阻與電阻箱接入電路的阻值相等，則電壓表內(nèi)阻：R₁=R₂．
（2）調(diào)節(jié)電阻箱阻值使電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓的一半時(shí)，電路總電阻變大，電路總電流變小，滑動(dòng)變阻器與電源內(nèi)阻分壓變小，電阻箱與電壓表兩端總電壓變大，當(dāng)電壓表示數(shù)變?yōu)闈M偏電壓一半時(shí)，電阻箱兩端電壓大于電壓表滿偏電壓一半，電阻箱阻值大于電壓表內(nèi)阻，如果認(rèn)為電壓表內(nèi)阻等于電阻箱阻值，則電壓表內(nèi)阻的測(cè)量值偏大．
（3）①測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，應(yīng)將開關(guān)S撥至2位置，將R₁的滑動(dòng)觸片移到最左端，不再移動(dòng)．
（4）由圖示電路圖可知，在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E=U+Ir=U+

U

R

r，則

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R

，
由圖示圖象可知，圖象截距b=

1

E

，圖象斜率k=

r

E

，則電源電動(dòng)勢(shì)E=

1

b

，電源內(nèi)阻r=

k

b

．
故答案為：（1）④R₂；（2）大于；（3）2；左；（4）

1

b

；

k

b

．