Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組欲測(cè)量一節(jié)廢舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室有如下器材：

A．電壓表V（0～0.5 V，內(nèi)阻RV未知）

B．電流表A（0～0.6 A，內(nèi)阻RA為0.6 Ω）

C．電阻箱R0（最大阻值為9 999.9 Ω）

D．滑動(dòng)變阻器R（0～20 Ω）

E．開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

(1)考慮到電壓表的量程太小，且內(nèi)阻遠(yuǎn)大于干電池內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)首先設(shè)計(jì)如圖1所示的電路來(lái)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻。其原理為：先調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表指針指在中間刻度線，記下電阻箱的阻值R1，再調(diào)節(jié)電阻箱阻值，使電壓表指針指在滿偏刻度，記下電阻箱的阻值R2，則電壓表的內(nèi)阻RV=__________(用R1、R2表示)。

(2)測(cè)得電壓表的內(nèi)阻為500 Ω，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖2所示的電路測(cè)量廢舊干電池的電動(dòng)勢(shì)，R0調(diào)到1 000 Ω。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，電壓表和電流表的示數(shù)如下表所示。請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在如圖3所示的坐標(biāo)紙上作出 U－I圖線__________。

U/V	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
I/A	0.59	0.50	0.39	0.30	0.21

(3)由圖線求得電動(dòng)勢(shì)E=__________V，內(nèi)阻r=__________Ω。

(4)實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)進(jìn)行了多次測(cè)量，花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間，但測(cè)量期間一直保持電路閉合。其實(shí)，從實(shí)驗(yàn)誤差考慮，這樣的操作不妥，因?yàn)?/span>______________________。

Answer 1

【答案】R1－2R2 1.50(1.44～1.56均可) 0.90(0.80～1.00) 長(zhǎng)時(shí)間保持電路閉合，電池會(huì)發(fā)熱，電池內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，干電池長(zhǎng)時(shí)間放電，也會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大

【解析】

(1)設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電壓表的滿偏電壓為U，則當(dāng)電壓表指針指在中間刻度線時(shí)，有U=E；當(dāng)電壓表指針指在滿偏刻度時(shí)，有U=E，聯(lián)立解得電壓表的內(nèi)阻為RV=R1－2R2。

(2)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線作出U－I圖線，如圖所示。

(3)根據(jù)題圖2，由閉合電路歐姆定律得E=(R0＋RV)＋I(RA＋r)，解得U=－(RA＋r)，則由U－I圖線可得電源的電動(dòng)勢(shì)為1.50 V，內(nèi)阻為0.90 Ω。

(4)長(zhǎng)時(shí)間保持電路閉合，電池會(huì)發(fā)熱，電池內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，干電池長(zhǎng)時(shí)間放電，也會(huì)引起電動(dòng)勢(shì)變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大。