题目内容
16.某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图所示,其中,虚线框内为灵敏电流计,G改装的电流表A,V为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R2为滑动变阻器,R0是标称值为5.0Ω的定值电阻.(1)已知灵敏电流计G的满偏电流Ig=100μA,内阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只阻值为1.0Ω(保留2位有效数字)的定值电阻R1;
(2)某次实验测得电压表V的示数和流经滑动变阻器R2的电流的两组数据分别为(5.26V,20mA)和(4.46 V,160mA),则由这两组数据可计算出电池组的内阻r=0.71Ω(保留2位有效数字).
(3)该小组在前面实验的基础上,为探究图电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大.若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的可能原因是BC.(填选项前的字母)
A.滑动变阻器的最大阻值偏小
B.R1的实际阻值比计算值偏小
C.R0的实际阻值比标称值偏大.
分析 (1)明确改装原理,根据串并联电路的规律可求得应并联的电阻;
(2)根据闭合电路欧姆定律列出对应的方程,联立即可求得电池组的等效内阻,再减去保护电阻的阻值即为实际电阻;
(3)结合电路图,由闭合电路欧姆定律E=U+I(R0+r)分析内阻测量值总量偏大的原因.
解答 解:(1)根据电流表的改装原理,有:
R0=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{100×1{0}^{-6}×2000}{200×1{0}^{-3}-100×1{0}^{-6}}$=1.0Ω
(2)由闭合电路欧姆定律可知:
5.26=E-0.02r
4.46=E-0.16r
联立解得:r=5.71Ω
由于测出的值包含保护电阻,故实际内阻值为:r真=5.71-5=0.71Ω
(3)A、滑动变阻器起调节作用,其大小不会影响r的测量结果,故A错误;
B、电表改装时,R1的实际阻值比计算值偏小,可导致通过表头的电流偏小,电流表读数偏小,故内阻测量值总量偏大;故B正确;
C、电表改装时,R0的实际阻值比计算值偏大,可导致通过表头的电流偏小,电流表读数偏小,故内阻测量值总量偏大;故C正确;
故选:BC.
故答案为:①1.0;②5.7;③BC
点评 本题考查电源电动势和内电阻的测量;要注意明确实验原理,知道数据连接的方法,明确电表的改装方法;并能通过电路结论分析误差原因.注意保护电阻在测量时可以视为内电阻进行分析.
练习册系列答案
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