题目内容
【题目】我校开展学生自己动手进行实验操作的活动.同学们现要测定电阻Rx的阻值(电阻值约为100Ω)以及一节干电池的电动势和内阻(内阻约为2Ω),除此之外还备有如下器材:
A.电压表V:量程为2V、内阻较大
B.电阻箱R1:总阻值为9999.9Ω
C.开关、导线若干
(1)为了较准确地测定Rx的电阻值、电池的电动势和内阻,王华同学选择如图1所示的电路.
(2)王华同学根据电路图连接实物图后,测定电阻Rx时主要进行了两步实验.
第1步:闭合S1和S3,断开S2,记录电压表示数U1;
第2步:闭合S1和S2,断开S3,调节R1使电压表示数仍为U1,记录此时R1的阻值r2,则被测电阻Rx的电阻值为______.
(3)通过改变电路的总电阻,记录外电阻的总电阻值R和对应情况下的电压表示数U,画出随变化的图线为直线,如图2所示,直线与纵轴的交点坐标为b、斜率为k,则电源电动势为______,内阻为______;从实验原理来看,实验测量值与真实值相比较,电动势______,内阻______(后两空填“偏大”、“偏小”或“不变”).
【答案】(2)r2;(3);;不变;偏小
【解析】
试题(2)分析闭合S1和S3,断开S2和闭合S1和S2,断开S3时的电路结构,根据闭合电路欧姆定律求解Rx的电阻值;
(3)根据闭合电路欧姆定律求处﹣的关系式,结合图象的斜率和截距求出电动势和内阻,考虑电压表有内阻分析误差.
解:(2)闭合S1和S3,断开S2,Rx直接接在电源两端,电压表测量Rx两端的电压,闭合S1和S2,断开S3,R1直接接在电源两端,电压表测量R1两端的电压,两次实验电压值相等,则Rx的电阻值与R1的阻值相等,即Rx=r2,
(3)根据闭合电路欧姆定律得:E=U+
解得:U=,
整理得:,
所以﹣图象的斜率k=,直线与纵轴的截距b=,
解得:E=,r=,
由于电压表也有内阻,外电路总电阻的实验值比真实值大,所以实验值的电动势不变,但内阻偏小.
故答案为:(2)r2;(3);;不变;偏小.