Question

12．如圖所示，為某同學測定電源電動勢E和內阻r的實驗電路，圖中E為待測電器，A₁、A₂，V₁、V₂均為非理想電表，內阻未知，G為靈敏電流計，R₁、R₂為滑動變阻器，S為開關，實驗的主要步驟為：
①閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器R₁、R₂，使電流計G的示數(shù)為零，讀出此時電流表A₁、A₂的示數(shù)之和I₁，以及電壓表V₁，V₂的示數(shù)之和U₁；
②兩次調節(jié)滑動變阻器R₁，R₂，使電流計G的示數(shù)為零，讀出此時電流表A₁，A₂的示數(shù)之和I₂，以及電壓表V₁，V₂的示數(shù)之和U₂；
③斷開開關S．
試回答下列問題：
（1）開關S閉合后，圖中滑動變阻R₁、R₂的滑動觸頭均應置于變阻器的右端（填“左”或“右”）；
（2）開關S閉合后，當調節(jié)滑動變阻器R₁、R₂，使電流計G的示數(shù)為零時，圖中a、b兩點的電勢φ₁=φ₂，c、a兩點與c，b兩點的電勢差U_a=U_b（填“＞”、“=”或“＜”）
（3）電流表和電壓表的內阻不會（填“會”或“不會”）對測量結果造成影響
（4）根據(jù)兩次測量數(shù)據(jù)，可得電源電動勢為E=$\frac{{U}_{2}{I}_{1}-{U}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，電源內阻為r=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）明確電路結構，知道應讓電路中電流由零開始調節(jié)，從而確定滑動變阻器滑片的位置；
（2）分析電路結構，明確電流計為零時兩端電勢差為零；
（3）明確電路結構，知道電流之和和電壓之和即為我們需要的路端電壓和干路電流；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律進行分析，聯(lián)立方程即可求得電動勢和內電阻．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖可知，R₁與電流表A₁和電壓表兩滑動變阻器與電流表串聯(lián)，為了讓電路中開始時電流由零開始調節(jié)，故滑片均應置于變阻器的右端；
（2）開關S閉合后，當調節(jié)滑動變阻器R₁、R₂，使電流計G的示數(shù)為零時，則說明電流計兩端電壓為零，即圖中a、b兩點的電勢相等；c、a兩點與c，b兩點的電勢差相等；
（3）由于G中無電流，則說明兩電流之和為流過電源的電流，兩電壓表之和為路端電壓，因此實驗中電表內阻不會帶來影響；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，U₁=E-I₁r
U₂=E-I₂r
聯(lián)立解得：E=$\frac{{U}_{2}{I}_{1}-{U}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；r=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$
故答案為：（1）右；（2）=；=（3）不會；（4）$\frac{{U}_{2}{I}_{1}-{U}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，要注意明確實驗原理，知道實驗中如何減少實驗誤差，明確電流計的作用是解題的關鍵．