Question

13．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）实验时采用图甲所示电路，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与角头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$\frac{1}{L}-\frac{1}{R}$如图乙所示．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； 注意分析电阻箱的作用；
（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：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$
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．