Question

13．某同學(xué)利用如圖甲所示電路來測(cè)量電阻R_x的阻值．將電阻箱R接入a、b之間，閉合電鍵．適當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R′后保持其阻值不變．依次改變電阻箱的阻值R，讀出相應(yīng)電壓表的示數(shù)U，得到如圖乙所示的U-R圖象．
（1）用待測(cè)電阻R_X替換電阻箱接入a、b之間，讀得電壓表示數(shù)為2V，利用U-R圖象可得R_X=20Ω．
（2）該次實(shí)驗(yàn)中使用的電源是一組新的干電池組成的電池組，根據(jù)U-R圖象，可得該電池組的電動(dòng)勢(shì)為3.0V．
（3）電池使用較長時(shí)間后，電動(dòng)勢(shì)可認(rèn)為不變，但內(nèi)阻增大．若仍用本實(shí)驗(yàn)裝置和已測(cè)繪的U-R圖象測(cè)定某一電阻，則測(cè)定結(jié)果將偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”）．為了消除這一因素造成的影響，現(xiàn)找來一只阻值為10Ω的定值電阻換接在a、b之間，則應(yīng)減�。ㄟx填“增大”或“減小”）滑動(dòng)變阻器R′的阻值，并使電壓表的示數(shù)為1.5V．

Answer 1

分析 （1）由圖2所示圖象可求出電壓2V所對(duì)應(yīng)的電阻阻值；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)；
（3）根據(jù)閉合電路和部分電路的歐姆定律進(jìn)行分析可明確電阻值及誤差分析．．

解答 解：（1）在U-R圖中作出U=2V的直線，與圖象有一交點(diǎn)，通過交點(diǎn)作橫軸的垂線，與橫軸交與R=20Ω的點(diǎn)，即當(dāng)U=2.00V時(shí)，R_x=20Ω．
（2）由圖可知，隨外電阻的增大，路端電壓越來越大，當(dāng)外電阻趨向于無窮大時(shí)路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)；故E=3V；
（3）因?yàn)閁=IR=$\frac{ER}{R+r+R′}$=$\frac{E}{1+\frac{r+R′}{R}}$，當(dāng)電池的內(nèi)阻r增大時(shí)，則$\frac{r+R}{R}$增大，同一個(gè)R，
則U=IR=$\frac{ER}{R+r+R′}$=$\frac{E}{1+\frac{r+R′}{R}}$小，即電壓表讀數(shù)將變小，按原來的U-R圖象，則電阻的測(cè)量值小于真實(shí)值，即偏�。�
要使電壓表讀數(shù)為1.50V，因?yàn)殡姵貎?nèi)阻r增大，應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器阻值R’調(diào)小，以至于使R'+r不變．
故答案為：（1）20；（2）3.0；（3）偏��；減��；1.5．

點(diǎn)評(píng) 本題是考查測(cè)量電阻實(shí)驗(yàn)，其中利用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是這類題目的共性，根據(jù)圖象再解決其它問題是高考的一個(gè)方向，要引起高度重視．