题目内容
【题目】在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.干电池E(电动势约为1.5V,内阻小于1.0Ω)
B.电流表A1(满偏电流3mA,内阻r1=10Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻0.1Ω)
D.滑线变阻器R1(0~20Ω,10A)
F.定值电阻R3(990Ω) G.开关和导线若干
(1)根据题目所给器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路图_______.
(2)如图为某一同学根据他所设计的实验给出的I1、I2图线(I1为A1的示数,I2为A2的示数),由图线可求得被测电池的电动势E=_________V,内阻r =_________Ω.
(3)用此种方法测得的电动势E偏________,内阻r偏_________(“大”或“小”)
【答案】 (1)电路图;
(2)E取值在1.47-1.50之间 r取值在0.77-0.87之间 (3)小 小
【解析】(1)由于没有电压表,我们可以把表头A1及定值电阻串联充当电压表使用,利用伏安法测定一节干电池的电动势和内阻.
(2)表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理,则由闭合电路欧姆定律可知:
I1(R3+Rg)=E-I2r即: ;
由图可知,图象与纵坐标的交点为1.48mA,则有:1.48mA=;解得E=1.48V;
由图象可知,图象的斜率为:0.8×10-3,由公式得图象的斜率等于,故=0.8×10-3;
解得r=0.8Ω.
(3)采用“等效电源法”分析可知,可把电源与电压表看做一等效电源,根据闭合电路欧姆定律可知,测量的电动势是等效电源外电路断开时的路端电压,由于等效电源外电路断开时电源与电压表组成一闭合电路,所以等效电源的外电断开时的路端电压一定小于电源的电动势,即E测<E真;同理,电源内阻测量的是等效电源的内阻即电源与电压表的并联电阻,由于并联电阻小于任一支路的电阻,所以内阻测量值偏小,即r测<r真