Question

1．在“測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室所提供的器材有阻值為R0的定值電阻、數(shù)字多用表（選擇開關(guān)已經(jīng)置于直流電壓擋位）、待測(cè)電池組、電阻箱、開關(guān)或若干導(dǎo)線．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線完成圖甲中電路圖的連接，使數(shù)字多用表顯示路端電壓的大�。�
（2）正確連接電路后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值R，讀出數(shù)字多用表的示數(shù)U，再改變電阻箱阻值R，取多組數(shù)據(jù)，作出了如圖乙的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{{R}_{0}+R}$圖象，根據(jù)此圖象可求得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V，內(nèi)阻r=41Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）本實(shí)驗(yàn)使用了數(shù)字多用電表的電壓擋測(cè)電壓，由于數(shù)字多用表本身的電阻大，所以使用此多用表可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，而普通的指針式電壓表本身電阻要比數(shù)字多用表電阻小得多，如果本實(shí)驗(yàn)換用普通的指針式電壓表來替代數(shù)字多用表，實(shí)驗(yàn)測(cè)得電池組的電動(dòng)勢(shì)偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”），內(nèi)阻偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”）．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，從而確定電路圖；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，列出與圖象對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，從而分析電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．
（3）根據(jù)電壓表內(nèi)阻的影響進(jìn)行分析，從而明確誤差情況．

解答 解：（1）由題意可知，本實(shí)驗(yàn)采用電壓表和電阻箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故應(yīng)將電阻箱與電壓表并聯(lián)接在電源兩端，而接入的定值電阻在電路中起保護(hù)作用，與電源串接即可；故原理圖如圖所示；
 （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，應(yīng)有E=U+$\frac{U}{R+{R}_{0}}$r，所以圖乙圖象的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)之比$\frac{U}{R+{R}_{0}}$實(shí)際上即為回路電流．        
將E=U+$\frac{U}{R+{R}_{0}}$r變形為$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$$•\frac{1}{R+{R}_{0}}$，所以縱軸截距$\frac{1}{E}$=0.11，解得E=9.0V，斜率k=$\frac{r}{E}$═$\frac{0.65-0.11}{12×1{0}^{-2}}$=4.58
故r=KE=4.58×9=41Ω
（3）本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流而使R與R₀中的電流減小，若換用內(nèi)阻較大的指針式電表，電壓表測(cè)量出的路端電壓小于真實(shí)值，而且外電阻R+R₀越大，△U越��；而當(dāng)R+R₀=0時(shí)，△U為零，因此對(duì)應(yīng)的真實(shí)圖象與測(cè)量值圖象如圖所示；實(shí)線為真實(shí)圖象，而虛線為測(cè)量圖象，因由圖可知，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均偏��；
故答案為（1）如圖所示；
（2）9.0；41，
（3）偏�。黄��。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于涉及到用圖象解得問題，一般思路是首先根據(jù)物理規(guī)律列出表達(dá)式，然后再整理出關(guān)于縱軸物理量與橫軸物理量的關(guān)系式，然后再根據(jù)斜率和截距的概念列式求解即可．