题目内容
【题目】利用如图甲所示电路,可用伏安法测定某一电源的电动势和内阻,其中虚线框内为灵敏电流计G改装的电压表V,A为标准电流表, 为待测电源,S为开关,R为滑动变阻器
(1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=200μA,按如图乙所示电路,用半偏法测定灵敏电流计G的内电阻rg,其中电阻R4约为1KΩ,为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E2应选用____,电阻R3应选用_______,电阻R2应选用______________(选填器材前的字母)。
A.电源(电动势为1.5V)
B.电源(电动势为6V)
C.电阻箱(0-999.9Ω)
D.滑动变阻器(0-500Ω)
E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当,0-5.1kΩ)
F.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当,0-51kΩ)
(2)如果所得R3的阻值为300Ω,则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为____Ω,该测量值____实际值(填“略大于”“略小于”“等于”)。
(3)给灵敏电流计G串联一个阻值为____kΩ的电阻就可以将该电流计G改装为量程6V的电压表V。
(4)由(2)确定灵敏电流计的内阻测量值与时间值差异后,将其改装成另一电压表V(甲图虚线框所示)接入甲图电路进而完成甲图实验测量时,电压表V测量值_____实际值(填“大于”“小于”或“等于”);电源E1电动势测量值_____实际值(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 (1)B F C (2)300.0Ω; 略小于 (3)29.7Ω (4)小于; 小于
【解析】(1)由于Ig=200μA,R4约为1kΩ,同时为了减小误差,R2应选择阻值较大的F,所以电源应选取电动势较大的B;根据半偏法原理可知,电阻R3应选用电阻箱C;
(2)当调节电阻箱,使电流表半偏时,由于干路电流几乎未变,电阻箱与电流计中的电流相等,电阻必然相等.如果所得的R1的阻值为300.0Ω,则图中被测电流计G的内阻rg的测量值为300.0Ω.实际上电阻箱并入后的,电路的总电阻减小了,干路电流增大了,电流计半偏时,流过电阻箱的电流大于流过电流计的电流,电阻箱接入的电阻小于电流计的电阻.所以,该测量值“略小于”实际值.
(3)根据改装原理可知,U=Ig(Rg+R)
解得: ;
(4)由于电阻箱的测量值因小于真实值,则改装后实验内阻偏小,故电压表的测量值小于真实值;同时由于采用了相对电源的电流表外接法,电流表示数偏小,故电源电动势的测量值也小于真实值.