Question

【題目】2019年我國新能源汽車?yán)塾?jì)銷量120.6萬輛，位于世界領(lǐng)先水平。某興趣小組為研究車載電池的性能，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路測(cè)量一塊老化的車載電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，所用器材如下：

A. 待測(cè)電池，電動(dòng)勢(shì)約為12 V，內(nèi)阻約十幾歐姆

B. 直流電壓表V1（量程為0 ~ 15 V），內(nèi)阻約為10 kΩ

C. 直流電壓表V2（量程為0 ~ 6 V），內(nèi)阻約為3 kΩ

D. 定值電阻R0（未知）

E. 滑動(dòng)變阻器R，最大阻值為30 Ω

F. 導(dǎo)線和開關(guān)

（1）由于定值電阻R0阻值未知，某同學(xué)需先利用該電路測(cè)量定值電阻R0的阻值，其先把滑動(dòng)變阻器R的阻值調(diào)到最大，再閉合開關(guān)，讀出電壓表V1、V2的讀數(shù)分別為9.0 V、3.0 V，則R0 = _________Ω。

（2）改變滑動(dòng)變阻器的滑片位置，得出幾組U1、U2的值，作出如圖所示的圖象，可得電源的電動(dòng)勢(shì)E = ________V，內(nèi)阻r = ________Ω。（結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）

（3）由于電表內(nèi)阻影響該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電池的電動(dòng)勢(shì)值________（選填“大于”、“小于”或“等于”）實(shí)際值。

Answer 1

【答案】15 11.8（11.6 V ~ 11.8 V均可） 14.03（13.88 Ω ~ 14.08 Ω均可） 小于

【解析】

（1）[1]根據(jù)電路特點(diǎn)，電壓表V2示數(shù)為3 V，滑動(dòng)變阻器的電壓為6 V，則

（2）[2]由實(shí)驗(yàn)原理得

整理得

將圖線延長如圖，圖線與縱軸的交點(diǎn)即為電動(dòng)勢(shì)，由圖可知電動(dòng)勢(shì)為

由于誤差11.6 V ~ 11.8 V均可。

[3]圖線的斜率絕對(duì)值表示內(nèi)阻與定值電阻R0的比值，則有

得

由于誤差13.88 Ω ~ 14.08 Ω均可。

（3）[4]由等效電路可知，當(dāng)外電路斷開時(shí)，電源兩端電壓等于電動(dòng)勢(shì)，由原理圖可知，當(dāng)電路斷開時(shí)，電壓表V1的示數(shù)小于電動(dòng)勢(shì)，則由該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電池的電動(dòng)勢(shì)值小于實(shí)際值。