Question

【題目】某物理課外活動(dòng)小組學(xué)習(xí)了“測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻后，自制了一個(gè)橙子電池組，將該電池組接在銘牌為“1.5V，0.3A”的小燈泡上，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，用多用電表粗測(cè)該電池組電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，流過(guò)燈泡的電流約為2mA。為了進(jìn)一步研究小燈泡不亮的原因，該活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，并用多種方法測(cè)量該電池組的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，請(qǐng)協(xié)助完成實(shí)驗(yàn).

(1)除了開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等基本器材外，同學(xué)們還準(zhǔn)備了以下器材：

A．電壓表(0~15V)

B．電壓表(0~15V)

C．電流表(0~3.0mA)

D．電流表(0~0.6A)

E．電阻箱(0~99.9Ω)

F．電阻箱(0~9999.9Ω)

實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用___________；電流表應(yīng)選用___________；電阻箱應(yīng)選用___________。(均填選項(xiàng)字母)

(2)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)電阻箱并記錄電阻箱的示數(shù)R0、電流表的示數(shù)I0和電壓表的示數(shù)U0，由此可知電流表的電阻RA為___________(用上述量表示)。

(3)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2，調(diào)節(jié)R，僅讀出電流I和電壓U，并測(cè)出多組數(shù)據(jù)，作出U-I圖線可得出電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，此種辦法測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)與真實(shí)值相比___________(填‘偏小”、“相等”或“偏大”)，測(cè)量的內(nèi)阻值與真實(shí)值相比___________(填“偏小”、“相等”或“偏大”)。

(4)斷開(kāi)S1閉合S2，僅由多組電流表的示數(shù)和電阻箱的示數(shù)R，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖線為一條傾斜的直線，且該直線的斜率為k，縱截距為b，則該電池組的電動(dòng)勢(shì)為___________，內(nèi)阻為___________(用k、b、RA表示).

(5)針對(duì)(3)(4)中所述兩種方法，小組交流討論后發(fā)現(xiàn)___________所述方法內(nèi)阻的測(cè)量值更精確。(填“(3)”或“(4)”)

Answer 1

【答案】A C F 偏小 偏小 選擇(4)

【解析】

實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選用0-3V量程的A；電流表應(yīng)選用0~3.0mA的C；水果電池的內(nèi)阻約為，則電阻箱應(yīng)選用F；

（2）由電路可知，電流表的電阻為

（3）由圖示可知，伏安法測(cè)電阻相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測(cè)量值偏小，當(dāng)外電路短路時(shí)，電流測(cè)量值等于真實(shí)值，電源的U-I圖象如圖所示，由圖象可知，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值，電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值；

（4）由閉合電路歐姆定律可知，E=I（R+RA+r）
變形可得：
因表頭內(nèi)阻已知，故沒(méi)有誤差，根據(jù)圖象可知：，b=

聯(lián)立解得：E=，r=-RA；

（5）在（4）的實(shí)驗(yàn)中，考慮的電流表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響，沒(méi)有誤差，則（4）所述方法內(nèi)阻的測(cè)量值更精確.