Question

9．實(shí)驗(yàn)小組要測量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，并測量保護(hù)電阻的阻值R_x．已知電池組的電動(dòng)勢約為6V，電池內(nèi)阻和待測電阻阻值均約為幾十歐．可選用的實(shí)驗(yàn)器材有：
電流表A₁（量程0-30mA）
電流表A₂（量程0-100mA）
電壓我V₁和V₂（量程均為0-6V）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值0-5Ω）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值0-300Ω）
開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干

某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程如下：
①實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示，正確連接電路；
②將變阻器R接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；
③逐漸減小變阻器R的阻值，測量并記錄多組電壓表和電流表的數(shù)據(jù)U₁、U₂、I．
根據(jù)上面信息，回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用A₂，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₂．
（2）如圖2是根據(jù)步驟③的測量數(shù)據(jù)作出的U₁-I圖象，由圖象可知，電源電動(dòng)勢E=5.9V，電源內(nèi)阻r=25Ω（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
（3）用U₁、U₂、I表示待測保護(hù)電阻的阻值為R_x=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{I}$，考慮電表內(nèi)阻對測量結(jié)果的影晌，實(shí)驗(yàn)中待測電阻的測量值與真實(shí)值相比偏大（填“偏小”“偏大”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）明確電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，根據(jù)安全和準(zhǔn)確性原則可明確應(yīng)選擇的器材；
（2）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)閉合電路歐姆定律即可求得電動(dòng)勢和內(nèi)電阻；
（3）根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律進(jìn)行分析，由歐姆定律即可求得電阻的測量值，根據(jù)電表內(nèi)阻的影響可分析誤差情況．

解答 解：（1）電動(dòng)勢大小約為6V，而內(nèi)阻約為幾十歐，加上其他電阻，外電阻在100Ω左右，則電流約為60mA，故電流表只能選擇A₂；
由于內(nèi)阻約為幾十歐，為了便于調(diào)節(jié)控制，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇大于內(nèi)阻的R₂；
（2）由電路圖可知，電壓表U₁所測量數(shù)據(jù)為路端電壓，則由U=E-Ir可知，圖象與縱軸的交點(diǎn)為電動(dòng)勢，故E=5.9V，圖象的斜率表示內(nèi)阻，故r=$\frac{5.9-3.5}{96×1{0}^{-3}}$=25Ω
（3）根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可知，待測電阻兩端的電壓為U₁-U₂；則由歐姆定律可知，R_x=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{I}$；
由于電壓表V2的分流，電流表顯示的電流偏小，則根據(jù)歐姆定律可知，電阻的測量值偏大；
故答案為：（1）A₂，R₂
（2）5.9，25
（3）$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{I}$；偏大

點(diǎn)評 本題考查電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量，以及電阻的測量，要注意明確實(shí)驗(yàn)電路圖，從而明確實(shí)驗(yàn)原理，確定數(shù)據(jù)處理方法，要注意在測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻時(shí)，定值電阻可視為滑動(dòng)變阻器的一部分，不能視為內(nèi)電阻．