Question

在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，使得測(cè)量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。某校課外研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了消除系統(tǒng)誤差的探究實(shí)驗(yàn)，下面就舉兩例：

Ⅰ.某組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，該電路能夠測(cè)量電源E的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻r,E′是輔助電源。A、B兩點(diǎn)間有一靈敏電流計(jì)G。

（1）補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)步驟：①閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂，__________使得靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零，這時(shí)，A、B兩點(diǎn)U_A、U_B的關(guān)系是U_A__________U_B，即A、B相當(dāng)于同一點(diǎn)，讀出電流表和電壓表的示數(shù)I₁和U₁，其中I₁就是通過(guò)電源E的電流。

②改變滑動(dòng)變阻器R、R′的阻值，重新使得__________，讀出__________。

（2）寫出步驟①、②對(duì)應(yīng)的方程式及電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式__________。

Ⅱ.某組利用如圖所示的電路測(cè)定金屬電阻率，在測(cè)量時(shí)需要用刻度尺測(cè)出被測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，用電流表和電壓表測(cè)出金屬絲的電阻R_x。

（1）請(qǐng)寫出測(cè)金屬絲電阻率的表達(dá)式：ρ=_______________。

（2）利用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要操作過(guò)程是：

第一步：閉合電鍵S₁，將電鍵S₂接2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R_P和r，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U₁、I₁。

請(qǐng)你接著寫出第二步，并說(shuō)明需要記錄的數(shù)據(jù)：_____________________

由以上記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算出被測(cè)電阻R_x的表達(dá)式為R_x=____________。

活動(dòng)總結(jié)：經(jīng)過(guò)分析研究就可以看出該活動(dòng)是十分有成效的，它們都可以消除系統(tǒng)誤差，測(cè)量的是真實(shí)值。

Answer 1

Ⅰ（1）①調(diào)整滑動(dòng)變阻器R、R′           =

②靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零             電流表和電壓表的示數(shù)I₂和U₂

（2）E=I₁r+U₁，E=I₂r+U₂，

解得E=U₁+I₁（U₂-U₁）/（I₁-I₂），r=（U₂-U₁）/（I₁-I₂）

Ⅱ.（1）

（2）將電鍵S₂接1，只調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器r，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U₂、I₂

U₁/I₁－U₂/I₂

解析：由歐姆定律得U₁=I₁（R_A+R_P+R_x），U₂=I₂（R_A+R_P），故R_x=U₁/I₁－U₂/I₂。