某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r．除待测干电池外.实验室可供选择的主要器材有:A．电流表G:测量范围0-10mA.内电阻未知,B．电流表A:测量范围0-0.5A.内电阻很小,C．电阻箱R0:电阻变化范围0-999.9Ω.最小精度0.1Ω,D．滑动变阻器R:电阻变化范围0-20Ω,E．开关一个.导线若干．(1)实验中.首先需� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r．除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：
A．电流表G：测量范围0～10mA，内电阻未知；
B．电流表A：测量范围0～0.5A，内电阻很小；
C．电阻箱R₀：电阻变化范围0～999.9Ω，最小精度0.1Ω；
D．滑动变阻器R：电阻变化范围0～20Ω；
E．开关一个、导线若干．

（1）实验中，首先需将电流表G改装成电压表．该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻，其主要实验步骤如下，请完成步骤中的填空：
①将R₀调到某一设定值，滑动变阻器R的滑动触头移到左端（选填“左端”、“右端”或“任意”）位置，然后闭合开关；
②多次改变R₀的大小，反复调节滑动变阻器的滑动触头位置，发现当R₀=5.0Ω时，电流表G的示数为10.0mA，电流表A的示数为0.210A，则电流表G的内电阻为100Ω；
（2）用改装成的电压表V和电流表A，采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻．根据电压表V的示数U与电流表A的示数I，经描点、连线得到U-I图象如图3所示．根据图象可求得该干电池的电动势E=1.46V；内电阻r=0.920Ω．（保留三位有效数字）．
（3）采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻，考虑到有系统误差，那么电动势的测量值偏小，内电阻的测量值偏小．（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

分析（1）根据电路图以及实验安全和准确性原则确定滑片的位置，应用串并联电路特点与欧姆定律求出G的内阻，求出串联电阻阻值．
（2）根据电源U-I图象求出电源电动势与内阻．
（3）根据图象法分析实验误差现象．

解答解：（1）①由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保证电路安全，将R₀调到某一设定值，滑动变阻器R的滑动触头移到左端位置，然后闭合开关；
②多次改变R₀的大小，反复调节滑动变阻器的滑动触头位置，发现当R₀=5.0Ω时，电流表G的示数为10.0mA，电流表A的示数为0.210A，通过电阻箱的电流：I=0.21-0.01=0.2A，电阻箱两端电压，即G两端电压：U=IR₀=0.2×5=1V，则电流表G的内电阻为：R_G=$\frac{U}{{I}_{G}}$=$\frac{1}{0.01}$=100Ω；
③把G改装成量程为2V的电压表V，串联电阻阻值：R₀=$\frac{{U}_{V}}{{I}_{G}}$-R_G=$\frac{2}{0.01}$-100=100Ω；
（2）由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为：1.46，干电池的电动势E=1.46V；
内电阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.46-1.0}{0.5}$=0.920Ω；
（3）当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的U-I图象如图所示，由图象可知，电源电动势的测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值．

故答案为：（1）①左端；②100；③100；（2）1.46；0.920．（3）偏小；偏小．

点评本题考查了作图象、求电源电动势与内阻、实验误差分析等问题，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法；电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻；要学会应用图象法分析实验误差的方法．

练习册系列答案

9．

如图为伽利略的理想斜面实验，装置为两个对接的斜面，让小球由左边的斜面滑下使其滚下右边的斜面，然后改变右边斜面的倾角重复操作，利用曝光频率一定的相机拍下了小球在运动过程中的图片，则（　　）

	A．	该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的依据，因此牛顿第一定律是实验定律
	B．	由图可知小球在右侧的斜面上的速度逐渐减小，因此证实了“物体的运动需要力维持”
	C．	当右侧的斜面水平时，小球几乎做匀速直线运动，说明“如果没有外力的作用，小球将在水平面上永远运动下去”
	D．	如果没有摩擦，小球在右边的斜面上将运动到比左边释放点的高度略低

6．

很多物理量都可以用DIS进行测量，DIS由传感器、数据采集器和计算机三部分组成．如图所示为“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验仪器，其中A为压强传感器．