Question

17．用如圖甲所示電路，測定一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻．電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R₀起保護(hù)作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：
（a）電流表（量程0.6A）；（b）電壓表（量程3V）；
（c）定值電阻（阻值1Ω、額定功率5W）；
（d）滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）；
（e）滑動變阻器（阻值范圍0～1000Ω、額定電流1A）．

那么：
（1）R應(yīng)選擇阻值范圍是d （選填d、或e）的滑動變阻器．
（2）為使電壓表讀數(shù)增大，滑動變阻器滑動端應(yīng)向b（選填a、或b）滑動，電流表的內(nèi)阻對測量結(jié)果是否有影響無（填“有”“無”）
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，畫出的U-I圖線如圖（乙）所示，從中可求出待測電池的電動勢為1.44V，內(nèi)電阻為0.57Ω（結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后二位）
（4）若因電池的內(nèi)阻較小，調(diào)節(jié)過程電壓表的變化不明顯，影響測量的準(zhǔn)確度，為使測量的準(zhǔn)確度提高，請你按原有的實(shí)驗(yàn)器材對電路進(jìn)行改進(jìn)并在圖（丙）中畫出電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)安全及準(zhǔn)確性原則可選擇滑動變阻器的阻值大�。�
（2）分析電路中的各電表的特點(diǎn)，找出其產(chǎn)生的作用，即可得出誤差產(chǎn)生的原因．
（3）電壓的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源的電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及電源的性質(zhì)可得出誤差較小的電路圖．

解答 解：（1）由于電源是一節(jié)干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象．
（2）為了使電壓表讀數(shù)增大，滑動變阻器接入電阻應(yīng)增大使電流減小，故滑動變阻器滑片應(yīng)向b端滑動；本實(shí)驗(yàn)中引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流作用，導(dǎo)致電流表的示數(shù)總小于真實(shí)的干路電流值．電流表的內(nèi)阻對實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響；
（3）由圖示電源的U-I圖象可知，電源的電動勢為：E=1.44V，
圖象斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻，內(nèi)阻為：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.44-1.1}{0.6}$=0.57Ω；
（4）因電源內(nèi)阻較小，實(shí)驗(yàn)誤差較大，為了減小誤差可以采用等效的方法增大等效內(nèi)阻；即將R₀直接與電源相連；如圖所示；
故答案為：（1）d；（2）b；無；（3）1.44；0.57；（4）如圖所示；

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)儀器的選擇是考試中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，在學(xué)習(xí)中要注意掌握好其安全、準(zhǔn)確的原則；同時(shí)注意滑動變阻器的電路中的應(yīng)用規(guī)律．要掌握應(yīng)用圖象法求電源電動勢與內(nèi)阻的方法．