Question

7．现有下列器材：
①电源（E=6V）；
②粗细均匀的电阻丝（两端固定在刻度尺上）；
③定值电阻（R=2Ω）；
④电流表（内阻不计）．
某同学利用上述器材和图甲所示电路测量电源的内阻r和电阻丝单位长度的电阻值R₀，实验中电流表示数用I表示，电阻丝连入电路的部分长度用L表示，调节滑片P的位置，读取5组对应的I，L值，描点画出$\frac{1}{I}-L$图象如图乙所示．
（1）定值电阻R的作用是保护电路；闭合开关进行实验之前应将滑片移到b端．
（2）根据图象可得：电源内阻r为1.0Ω；电阻线单位长度的电阻R₀为9.6Ω/m．（结果保留两位有效数字）
（3）实验中若电流表的内阻不可忽略，会使r（选填“r”、“R₀”或“r和R₀”）的测量值产生误差，该误差属于系统（选填“偶然”或“系统”）误差．

Answer 1

分析 （1）根据电路结构明确定值电阻的作用，应保证电阻丝接入电阻应从最大值开始调节；
（2）由闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式，则可根据图象求得电阻丝的阻值；
（3）根据电路结构和电流表内阻的影响明确实验误差．

解答 解：（1）为了防止电路短路，接入电阻，从而可以起到保护作用；
为了实验安全，应让接入电阻由大到小进行调节，故开始时应将滑片移动b端；
（2）由闭合电路欧姆定律可知：
I=$\frac{E}{R+{R}_{0}l+r}$
变形得：
$\frac{1}{I}$=$\frac{R+r+{R}_{0}l}{E}$
由图象可知，$\frac{R+r}{E}$=0.5
解得：r=3-2=1.0Ω；
图象的斜率k=$\frac{1.25-0.5}{0.5}$=1.6
故$\frac{{R}_{0}}{E}$=1.6
R₀=1.6×6=9.6Ω；
（3）若电流表内阻不能忽略，则电流表的测量值偏小，则将导致内阻r的测量值出现误差；
该误差为系统误差，多次测量求平均值无法减小误差；
故答案为：（1）保护电路；b；
（2）1.0；9.6；
（3）r；系统．

点评 探究影响电阻大小的因素时，设计实验方案要使用控制变量法，如探究电阻与长度的关系，应该选择材料相同和横截面积相同，长度不同的导体；对于电学实验中的计算问题，要熟练掌握串并联知识，利用欧姆定律进行计算．