题目内容
【题目】在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中,教师提供了下列器材:
A.待测的干电池
B.电流传感器1
C.电流传感器2
D.滑动变阻器R(0~20 Ω,2 A)
E.定值电阻R0(2000 Ω)
F.开关和导线若干
某同学发现上述器材中没有电压传感器,但给出了两个电流传感器,于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。
(1)在实验操作过程中,如将滑动变阻器的滑片P向右滑动,则电流传感器1的示数将________;(选填“变大”“不变”或“变小”)
(2)图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的两个电流变化图线(IA—IB图象),其中IA、IB分别代表两传感器的示数,但不清楚分别代表哪个电流传感器的示数。请你根据分析,由图线计算被测电池的电动势E=________V,内阻r=__________Ω;
(3)用上述方法测出的电池电动势和内电阻与真实值相比,E________,r________。(选填“偏大”或“偏小”)
【答案】变小 3.0 2.0 偏小 偏小
【解析】
(1)[1].滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用,滑片P向右滑动时 R值减小,电路总电阻减小,总电流变大,电源内阻上电压变大,则路端电压减小,即电阻R0上电压减小,电流减小,即电流传感器1的示数变小。
(2)[2][3].由闭合电路欧姆定律可得
I1R0=E-(I1+I2)r
变形得
由数学知可知图象中的
由图可知
b=1.50
k=1×10-3
解得
E=3 .0V
r=2.0 Ω。
(3)[4][5].本实验中传感器1与定值电阻串联充当电压表使用,由于电流传感器1的分流,使电流传感器2中电流测量值小于真实值,而所测量并计算出的电压示数是准确的,当电路短路时,电压表的分流可以忽略不计,故短路电流为准确的,则图象应以短流电流为轴向左下转动,如图所示,故图象与横坐标的交点减小,电动势测量值减小;图象的斜率变大,故内阻测量值小于真实值。