题目内容

如图所示,在“测定电池的电动势和内电阻”的实验中:

(1)请你不改动已接导线,在(甲)图中把还需要连接的导线补上.
(2)说明闭合电键前,应使变阻器滑片处在
阻值最大或(最左端)
阻值最大或(最左端)
位置上.测得该电源的伏安特性曲线如图(乙)所示,则纵坐标表示的是该电路的
路端
路端
电压,
(3)该电源的电动势为
1.8
1.8
V,比真实值
偏小
偏小
;(填偏大或偏小或相等);内电阻为
2
2
Ω.比真实值
偏小
偏小
;(填偏大或偏小或相等).
分析:(1)测量电动势和内电阻实验采用一般的限流接法,同时电流表应采用外接法;故只需将滑动变阻器接入,再将电压表并联在电源两端即可.
(2)电学实验在开始时要注意使电流逐渐增大,故开始时,滑动变阻器应接最大值;由闭合电路欧姆定律可得出路端电压与电流的关系,故纵坐标表示电源的输出电压;
(3)图象与纵坐标的交点表示电动势,图象的斜率表示内电阻;由图象法可分析此种接法会造成的误差.
解答:解:(1)本实验采用电流表限流接法,电流表接在电压表内部,即电压表应并联在电源两端;故电路如图所示;
(2)为了保证实验的安全,在实验开始时应将滑动变阻器接入电阻达最大,即应将滑片移到最左侧;
因电压表测出的为电源的路端电压,由欧姆定律可知U=E-Ir,即纵坐标显示的是电源的路端电压;
(3)由上式可知,图象与纵坐标的交点为电源的电动势,故E=1.8V;
内阻为r=
1.8-0.8
0.7
=1.43Ω;
因该接法中由于电压表的分流而导致电流表示数偏小,但电压表是准确的,故图象比真实图象要向上偏,同时,当电路短路时,电压表的分流是可以忽略的,故短路电流是准确的,故图象与横轴的交点不变,如图所示,故所测电动势小于真实值;内阻也小于真实值;
故答案为;(1)如图所示;(2)最大值;路端电压;(3)1.8;偏小;1.43;偏小.
点评:本题考查测电动势和内电阻实验中的误差分析,本接法虽然电动势和内电阻均偏小,但由于误差均较小,故实验中我们一般采取本方法.
练习册系列答案
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在电学实验中由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差.某校课外研究性学习小组进行了消除电表内阻对测量影响的探究,下面是两个实例:

Ⅰ.某组设计了如图所示的电路,该电路能够测量电源E的电动势和内电阻,E′是辅助电源,A、B两点间有一灵敏电流计G.
(1)闭合开关S1、S2,调节滑动变阻器R、R′.使得灵敏电流计的示数为零,这时,A、B两点的电势UA、UB的关系是:UA
=
=
UB,读出电流表和电压表的示数I1和U1,此时流过电源E的电流的精确值是
I1
I1
,电源E的路端电压的精确值是
U1
U1

(2)改变滑动变阻器R、R′的阻值,重新使得
灵敏电流计的示数为零
灵敏电流计的示数为零
,读出
电流表和电压表的示数为I2,U2
电流表和电压表的示数为I2,U2

(3)写出电源E的电动势和电阻的表达式:E=
I1U2+I2U1
I1-I2
I1U2+I2U1
I1-I2
,r=
r=
U2-U1
I1-I2
r=
U2-U1
I1-I2

Ⅱ.某组利用如图所示的电路测定电阻RX的值,其主要操作过程是:
(1)闭合电键S1,将电键S2接2,调节滑动变阻器RP和r,使电压表读数尽量接近满量程,读出这时的电压表和电流表的示数U1和I1
(2)请你接着写出第二步,并说明需要记录的数据:
将电键S1接1,(只能调节滑动变阻器r,不能改变RP),读出这时的电压表和电流表的示数U2和I2
将电键S1接1,(只能调节滑动变阻器r,不能改变RP),读出这时的电压表和电流表的示数U2和I2

由以上记录的数据计算出被测电阻RX的表达式为RX=
U1
I1
-
U2
I2
U1
I1
-
U2
I2
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mm,游标卡尺读数x7=
 
mm.计算实验中所用单色光波长的表达式为
 

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(2)如图为“探究碰撞中的不变量”实验装置,滑块A、B静止在水平气垫导轨上,两滑块间紧压一轻弹簧,滑块用绳子连接,绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动,轻弹簧掉落.现拍得闪光频率为10HZ的一组频闪照片.已知滑块A、B的质量分别为200g、300g.根据照片记录的信息可知,A、B离开弹簧后:
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(3)某兴趣小组的同学用一个柠檬做成水果电池.他们猜想此电池内阻可能较大,从而设计了一个如图所示电路来测定该电池的电动势和内电阻.实验中他们多次改变电阻箱的电阻值,记录了电阻箱的阻值及对应的电流计示数,并算出电流的倒数值,将数据填在如下的表格中.
①利用图象法处理数据可以减小实验误差,请用恰当的作图方案,在给出的坐标纸上作出图象.
②利用你作出的图象,可求出该柠檬电池的电动势为
 
V,若不计电流计的电阻,则该电池的内阻为
 
Ω.
电阻R
(KΩ)
电流I
(μΑ)
电流的倒数-
1
I
(×10-3μA-1
10 80 12.50
8.0 98 10.20
6.0 122 8.20
5.0 145 6.90
3.0 225 4.44
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