题目内容
【题目】某实验小组设计了如图甲所示的电路来完成“测定一组干电池的电动势和内电阻”的实验。 图中定值电阻R0=4 kΩ,R为滑动变阻器(0~100Ω,1A)
(1)在实验操作过程中,该同学将滑动变阻器的滑片P向左滑动,则电流传感器Ⅰ的示数将________(选填“变大”或“变小”),电流传感器Ⅱ的示数将________(选填“变大”或“变小”)。
(2)图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的I1-I2图线,则由图线可得被测电池组的电动势E=________V,内阻r=________Ω。 (计算结果保留两位有效数字)
(3)若只考虑系统误差,以上由I1-I2图线所测出电源的电动势________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
【答案】(1)变大; 变小 (2)6.0V(5.9—6.1 V); 4.0Ω(3.9—4.1Ω) (3)小于
【解析】
滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用,滑片P向左滑动时 R值增大,电流传感器Ⅰ的示数和电流传感器Ⅱ的示数都变化;由闭合电路欧姆定律可得出与题目中给出仪器有关的表达式,再由数学规律可得出电动势和内电阻;根据电表内阻的影响进行分析,从而明确实验误差情况;
解:(1)滑动变阻器的滑片P向左滑动,R值增大,干路电流减小,路端电压增大,由欧姆定律电流传感器Ⅰ的示数将增大,由并联分流可知电流传感器Ⅱ的示数将变小;
(2)由得,结合图乙有,由图可知:,, 故解得电动势,内阻;
(3) 由于传感器Ⅱ的分流作用,使测量电流小于真实值,传感器Ⅱ计算得出的电压值是准确的,则可外电路短路时,误差可以忽略,则真实值和测量值图象如图所示;
由图可知,电动势测量值小于真实值;