题目内容
【题目】某物理课外活动小组学习了“测量电源的电动势和内阻后,自制了一个橙子电池组,将该电池组接在铭牌为“1.5V,0.3A”的小灯泡上,发现小灯泡不亮,用多用电表粗测该电池组电动势约为1.5V,流过灯泡的电流约为2mA。为了进一步研究小灯泡不亮的原因,该活动小组设计了如图所示的实验电路,并用多种方法测量该电池组的电动势与内阻,请协助完成实验.
(1)除了开关和导线等基本器材外,同学们还准备了以下器材:
A.电压表(0~15V)
B.电压表(0~15V)
C.电流表(0~3.0mA)
D.电流表(0~0.6A)
E.电阻箱(0~99.9Ω)
F.电阻箱(0~9999.9Ω)
实验中电压表应选用___________;电流表应选用___________;电阻箱应选用___________。(均填选项字母)
(2)闭合开关S1和S2,调节电阻箱并记录电阻箱的示数R0、电流表的示数I0和电压表的示数U0,由此可知电流表的电阻RA为___________(用上述量表示)。
(3)闭合开关S1和S2,调节R,仅读出电流I和电压U,并测出多组数据,作出U-I图线可得出电池组的电动势和内阻,此种办法测量的电动势与真实值相比___________(填‘偏小”、“相等”或“偏大”),测量的内阻值与真实值相比___________(填“偏小”、“相等”或“偏大”)。
(4)断开S1闭合S2,仅由多组电流表的示数和电阻箱的示数R,运用实验数据作出图线为一条倾斜的直线,且该直线的斜率为k,纵截距为b,则该电池组的电动势为___________,内阻为___________(用k、b、RA表示).
(5)针对(3)(4)中所述两种方法,小组交流讨论后发现___________所述方法内阻的测量值更精确。(填“(3)”或“(4)”)
【答案】A C F 偏小 偏小 选择(4)
【解析】
实验中电压表应选用0-3V量程的A;电流表应选用0~3.0mA的C;水果电池的内阻约为,则电阻箱应选用F;
(2)由电路可知,电流表的电阻为
(3)由图示可知,伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法,由于电压表分流作用,电流表测量值偏小,当外电路短路时,电流测量值等于真实值,电源的U-I图象如图所示,由图象可知,电动势测量值小于真实值,电源内阻测量值小于真实值;
(4)由闭合电路欧姆定律可知,E=I(R+RA+r)
变形可得:
因表头内阻已知,故没有误差,根据图象可知:,b=
联立解得:E=,r=-RA;
(5)在(4)的实验中,考虑的电流表内阻对测量的影响,没有误差,则(4)所述方法内阻的测量值更精确.