题目内容

11.为测定某旧干电池的电动势和内阻,实验室提供了如下器材:
A.旧干电池1节
B.电压表(视为理想电压表,量程0~3V)
C.电阻箱R(0~999.9Ω)
D.定值电阻R0=10Ω
E.多用电表
F.开关、导线若干

(1)甲同学直接使用多用电表的直流2.5V档测量该电池的电动势,读数如图甲所示,则该同学测得的电动势E=1.45V,此测量值比旧干电池电动势的真实值偏小(填“偏大”或者“偏小”),其原因是伏特表测的是路端电压,小于电池的电动势.
(2)乙同学将干电池接入如图乙所示的电路,规范操作得到如图丙所示的图象.图象的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则该干电池的电动势E=$\frac{1}{k{R}_{0}}$,内阻r=$\frac{b}{k}$-R0(用k、b、R0表示).

分析 (1)根据电压表的读数方法可明确对应的电动势;根据电压表内阻的影响即可明确测量误差;
(2)根据闭合电路欧姆定律进行分析根据图象的性质可明确电源的电动势和内电阻.

解答 解:(1)量程为2.5V,则最小分度为0.05V,则其读数为1.45V;
由于电压表内阻不是无穷大,故所测应为路端电压,故测量值为路端电压,故测量值偏小;
(2)根据图乙可知两电阻串联,电压表测量R0两端的电压,则由闭合电路欧姆定律可知:
U=$\frac{E}{{R}_{0}+r+R}$R0; 
变形可和是:$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E{R}_{0}}$+$\frac{R}{E{R}_{0}}$; 
根据图象可知,b=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E{R}_{0}}$
K=$\frac{1}{E{R}_{0}}$
解得:E=$\frac{1}{K{R}_{0}}$; r=$\frac{b}{k}$-R0; 
故答案为:(1)1.45;偏小;伏特表测的是路端电压,小于电池的电动势;(2)$\frac{1}{K{R}_{0}}$;$\frac{b}{k}$-R0

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验,要注意明确实验原理,明确使用多用电表测量电阻的基本方法,同时掌握根据图象分析数据的基本方法.

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