题目内容

19.甲、乙两位同学为测量一节干电池的电动势和内阻(电动势约为1.5V,内阻约为1.0Ω)设计了如图所示的电路,电流表的量程为0~0.6A,电阻箱的调节范围0~99.9Ω.
(1)甲同学通过改变电阻箱的阻值得到电流表和电阻箱的两组数据,分别为(0.32A,4.0Ω),(0.16A,9.0Ω),通过计算可知电池电动势E=1.6V,内阻r=1.0Ω.(结果保留两位有效数字)
(2)乙同学测量多组数据后.通过作$\frac{1}{I}$-R图象来求电池的电动势和内阻,若作出的图象纵截距为b,斜率为k,则电源的电动势为$\frac{1}{k}$,内阻为$\frac{b}{k}$.
(3)应用该实验电路测电池的电动势和内阻,所得内阻的测量值大于(填“大于”“小于”)其真实值.

分析 (1)根据闭合电路欧姆定律进行分析,联立方程即可求得电动势和内电阻;
(2)根据闭合电路欧姆定律进行分析,结合图象即可求得电动势和内电阻;
(3)根据电流表内阻的影响进行分析,从而确定误差情况.

解答 解:(1)根据闭合电路欧姆定律可知:I=$\frac{E}{R+r}$;
代入数据可得:0.32=$\frac{E}{4.0+r}$
0.16=$\frac{E}{9+r}$
联立解得:E=1.6V;r=1.0Ω;
(2)根据I=$\frac{E}{R+r}$变形可得:$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{R}{E}$
根据图象的性质可知:$\frac{1}{E}$=k;$\frac{r}{E}$=b
则可得:E=$\frac{1}{k}$;r=$\frac{b}{k}$
(3)如果考虑电流表内阻,则表达式应为:I=$\frac{E}{R+r+{R}_{A}}$
则有:$\frac{1}{I}$=$\frac{r+{R}_{A}}{E}$+$\frac{R}{E}$
得出的内阻应为:r=$\frac{b}{k}$-RA;
因此说明本实验中测量出的内阻值偏大.
故答案为:(1)1.6,1.0;(2)$\frac{1}{k}$,$\frac{b}{k}$;(3)偏大.

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验数据处理以及误差分析情况,要注意明确利用图象分析数据的方法,同时注意电表内阻对实验结果带来的影响.

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