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2 V
B.电阻箱R:总阻值为9999.9 Ω
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,张新同学选择如图所示的电路。
(2)张新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R使电压表示数仍为U1,记录此时R的阻值为r,
则被测电阻Rx的电阻值为________________。
(3)闭合S1和S2,断开S3通过多次改变R,记录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】r 偏小 偏小
【解析】
(2)本实验测定电阻采取的是替代法,闭合S1和S3,断开S2,记录电压表示数U1,根据闭合电路欧姆定律:;闭合S1和S2,断开S3,调节R使电压表示数仍为U1,记录此时R的阻值为r,同理可知:,所以
(3)根据闭合电路欧姆定律可知:,整理得:,所以图像截距:,电动势;斜率:,所以内阻;因为本实验未考虑到电压表的分流作用,方程修正为:,整理得:,所以通过对比可知:,,电动势测量值偏小,内阻测量值偏小
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