题目内容
6.某同学设计了一个既可以测电阻由可以测电动势和内阻的实验电路,如图甲所示,实验室提供了一下实验器材:电源E(电动势为6V,内阻约为1Ω)
定值电阻R0(阻值约为5Ω)
电流表A(量程30mA,内阻约为0.5Ω)
电流表B(量程0.6A,内阻约为1Ω)
电压表C(量程8V,内阻约为5kΩ)
电压表D(量程4V,内阻约为3kΩ)
滑动变阻器F(阻值0-10Ω)
滑动变阻器G(阻值0-500Ω)
根据题中所给信息,请回答以下问题
(1)电流表应选B,滑动变阻器应选F;(选填器材代号)
(2)该同学操作正确无误,用U1、U2、I分别表示电表、、的读数,其数据如表所示:
I(A) | 0.30 | 0.35 | 0.40 | 0.45 | 0.50 | 0.55 |
U1(V) | 5.68 | 5.61 | 5.57 | 5.51 | 5.48 | 5.40 |
U2(V) | 1.44 | 1.69 | 1.91 | 2.16 | 2.39 | 2.62 |
(3)该同学进一步利用一个辅助电源E′,采用如图乙所示的电路测量电源的电动势,测量过程中,调节R后再调节R1,使得A1的示数变为0,测得多组数据,这样,电源电动势值=电源电动势的真实值(填>、<或=).
分析 (1)根据给出的电源电动势和保护电阻由欧姆定律可求得电流,从而确定电流表,再根据滑动变阻器的作用可明确应选用的滑动变阻器;
(2)明确电路结构,根据欧姆定律即可求得电阻的阻值;根据闭合电路欧姆定律进行分析,明确测量电动势的误差情况;
(3)分析补偿电源的作用,根据实验原理明确是否存在实验误差.
解答 解:(1)电源电动势为6V,保护电阻为5Ω,则电流约为:I=$\frac{E}{{R}_{0}+r}$=$\frac{6}{1+5}$=1A,故为了能准确测量,电流表应选择B;因内电阻较小,故滑动变阻器应选择较小的F;
(2)由电路图可知,U2为电阻两端的电压,电流表示数为R中的电流,由图可知电压表示数与电流表示数成正比,则可知,定值电阻的阻值为:
R0=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{1.44}{0.30}$=4.8Ω;
由于采用了电流表外接法,故测量出的电流较大,则由欧姆定律可知,测量值小于真实值;如果用来测量电动势和内电阻,由于采用相对电源的电流表外接法,因此由于电压表分流作用而使电流表示数偏小,则测出的电动势偏小;
(3)由于电压表电支路中电流为零,故电压表不再分流,则此时电流表测出的电流为干路电流,电压表示数为路端电压,因此测量结果是准确的.
故答案为:(1)B,F;(2)4.8,<,<;(3)=
点评 本题考查利用补偿法求解电动势和内电阻的实验,要注意明确实验原理,分析实验电路图,从而明确实验数据的处理方法以及实验误差分析方法.
练习册系列答案
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