Question

6．测量电源的内阻，提供的器材如下：
A．待测电源E（内阻约为10Ω）
B．电源E₀（电动势E₀略大于待测电源的电动势E）
C．灵敏电流计G（0-30μA）
D．电阻箱（0-99999.9Ω）
E．电阻箱（0-99.9Ω）
F．定值电阻R₀
G．均匀金属电阻丝及滑动触头
H．开关、导线若干
（1）实验时采用图1所示电路，闭合开关S₁、S₂，将滑动触头P与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计G指针偏转方向调整P点位置，并减小（选填“增大”或“减小”）电阻箱R₁的阻值，反复调节，直到G表指针不发生偏转，此时金属丝左端接线柱A与触头P间的电势差U_AP等 于（选填“大于”、“小于”或“等于”）待测电源E的路端电压．
（2）改变R₂的阻值重复实验，用（1）中的方法调节到G表不发生偏转，用刻度尺测量触头P到接线柱A间的距离，记下此时电阻箱R₂的阻值，根据上述步骤测得的数据，作出电阻箱R₂的阻值R与对应AP间距离L的关系图象
$\frac{1}{L}$-$\frac{1}{R}$如图2所示．测得图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为 b，则待测电源 E 的内阻测量值为$\frac{k}{b}$．
（3）实验中，电阻箱R₂应选用E（选填序号“D”或“E”）
（4）请写出由金属丝引起误差的一个原因：通电后温度变化使金属丝电阻变化．

Answer 1

分析 （1）明确确实验原理，分析电路图，从而分析实验应进行的操作；
（2）根据闭合电路欧姆定律进行列式，再结合图象规律即可求得电源的内阻；
（3）根据实验要求明确应选择的电阻；
（4）分析金属丝的性质，明确可能产生误差的原因．

解答 解：（1）开始时电阻箱应调至最大，然后再减小阻值； 当直到G表指针不发生偏转时，说明G表两端电势差为零，故说U_AP等于E的路端电压；
（2）因U_AP等于E的路端电压；故电压与AP间的距离成正比；则由闭合电路欧姆定律可知：
U=$\frac{E}{r+R}$R
则可知：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}•\frac{1}{R}$
由数学规律可知：
k=$\frac{r}{E}$；
b=$\frac{1}{E}$
解得：r=$\frac{k}{b}$
（3）因电源电动势及内阻较小，故电阻箱选择总阻值较小的E即可；
（4）由于金属丝电阻随温度的变化而变化，故实验中由于其电阻的变化而产生误差；
故答案为：（1）减小； 等 于；（2）$\frac{k}{b}$； （3）E； （4）通电后温度变化使金属丝电阻变化

点评 本题首先要明确实验原理，知道补偿法测电源路端电压的方法才能正确求解；本题属于创新型实验，要注意掌握此类题目的分析方法．