Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組欲用如圖所示的電路，測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。因電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動(dòng)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(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)外，可供選用的實(shí)驗(yàn)器材還有：

電流表：A（量程0～0．6A，內(nèi)阻約為0．1Ω）；（量程0～3A，內(nèi)阻約為0．05Ω）；

電壓表：V（量程0～3 V，內(nèi)阻約6kΩ）；

定值電阻：R0（阻值1Ω）；（阻值10Ω）；

滑動(dòng)變阻器：R（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；（阻值范圍0～1k Ω、額定電流1A)

①為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表的量程為____，定值電阻R0的阻值為____，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為____。

②按正確的器材連接好實(shí)驗(yàn)電路后，接通開(kāi)關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值R，讀出對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U，并作記錄。某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫(huà)出U－I圖線(xiàn)______。

	1	2	3	4	5	6
I/A	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.40
U/V	1.32	1.25	1.18	1.18	1.04	0.90

③由圖線(xiàn)得到被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)阻r=_______Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

④用該實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)值E測(cè)___實(shí)際值；內(nèi)阻r測(cè)____實(shí)際值。（選填“＞”、“＜”或“＝”）

⑤引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是___。

A．由于電壓表和電流表讀數(shù)不準(zhǔn)確引起誤差

B．由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總比變阻器和保護(hù)電阻的電壓大

C．由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實(shí)際電流小

D．保護(hù)電阻R0的使用

Answer 1

【答案】 0～0.6A 1Ω 0～10Ω 見(jiàn)解析 E=1.45V （1.41~1.49均可） r=1.37 （1.28~1.45均可） <(小于) <（小于） C

【解析】（1）由于電源是一節(jié)干電池（1.5V）；估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會(huì)使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，故選1Ω；滑動(dòng)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(huì)出現(xiàn)開(kāi)始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象；

（2）畫(huà)出的U-I圖像如圖；

（3）由圖像可得：E=1.45V；

（4）由于電壓表分流導(dǎo)致電流表測(cè)量結(jié)果偏小，分別作出真實(shí)圖象和測(cè)量圖象； 當(dāng)外電路短路時(shí)，電壓表的分流可以忽略；故兩種情況下短路電流相同；如圖所示；

由圖可知：E測(cè)＜E真，r測(cè)＜r真．

（5）由以上的分析可知，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造成電流表讀數(shù)總是比電源實(shí)際輸出的電流小，故選C.