Question

【題目】某同學(xué)利用電壓表和電阻箱測定一種特殊電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻（電動(dòng)勢E約為9 V，內(nèi)阻r約為40 Ω）。已知該電池允許輸出的最大電流為100 mA。該同學(xué)利用如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電壓表的內(nèi)阻約為3 kΩ，R為電阻箱，阻值范圍0～9999 Ω，R0是定值電阻，阻值為100 Ω。

（1）根據(jù)圖甲，在虛線框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖________

（2）該同學(xué)完成電路的連接后，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)，其中電壓表的某一次偏轉(zhuǎn)情況如圖乙所示，其示數(shù)為_________V。

（3）改變電阻箱的阻值，讀出電壓表的相應(yīng)示數(shù)U，取得多組數(shù)據(jù)，作出如圖丙所示的圖線，則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得該電池的電動(dòng)勢E＝_________V，內(nèi)阻r＝_________Ω。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（4）用該電路測電動(dòng)勢，真實(shí)值和測量值的關(guān)系E真_________E測。（填“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

【答案】 7.0 8 30 大于

【解析】

（1）按實(shí)際連線電路圖畫出電路圖；
（2）根據(jù)電壓表應(yīng)選擇15V的量程進(jìn)行讀數(shù)；
（3）本實(shí)驗(yàn)采取伏阻法測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理E=I（R+R0+r）可以得到：，結(jié)合圖線的斜率和截距去求電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。

（1）按實(shí)物圖，R0與電阻箱R是串聯(lián)關(guān)系，電壓表測量兩個(gè)電阻的總電壓，畫出電路圖如圖所示：

（2）由電壓表所接量程及所指的位置可知電壓表的示數(shù)為7.0V。
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：E=I（R+R0+r）
而聯(lián)立可得：

結(jié)合所繪的圖象縱截距可得：=0.125V-1，從而求得：E=8.0V
由圖象的斜率可知：

將求得E值代入得：r=30Ω。

（4）如果考慮電壓表的內(nèi)阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理E=U+（）r，，考慮電壓表的內(nèi)阻，此時(shí)圖線的縱軸截距表示 ，所以E測小于E真．