Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，用以測定電源電動勢和內(nèi)阻，使用的實(shí)驗(yàn)器材為：待測干電池組（電動勢約3V）、電流表（量程0.6A，內(nèi)阻小于1Ω）、電阻箱（0～99.99Ω）、滑動變阻器（0～10Ω）、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)各一個(gè)及導(dǎo)線若干．考慮到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略．
（1）該同學(xué)按圖7連線，通過控制開關(guān)狀態(tài)，測得電流表內(nèi)阻約為0.20Ω．試分析該測量產(chǎn)生誤差的原因是______．
（2）簡要寫出利用圖7所示電路測量電源電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)步驟：
①______；
②______；
（3）圖是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的

1

I

-R圖象，由此求出待測干電池組的電動勢E=______V、內(nèi)阻r=______Ω．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）用圖示電路測電流表電阻時(shí)用半偏法，其測量方法是：先閉合電鍵K，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表滿偏；然后，把開關(guān)S連到C上，保持滑動變阻器電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表半偏，則電阻箱的電阻即為電流表電阻，其產(chǎn)生誤差的原因是并聯(lián)電阻箱后線路總阻值減小，從而造成總電流增大．使測得的電流偏�。�
（2）測電動勢和內(nèi)電阻，只需得出電流值及外電阻的阻值即可；故斷開電鍵K，將開關(guān)S與D連接，調(diào)節(jié)電阻箱R，得到多組R、I值，由閉合電路歐姆定律畫出

1

I

-R圖象，由圖象的斜率及截距的意義即可求得電動勢和內(nèi)電阻．故步驟應(yīng)為：
①調(diào)節(jié)電阻箱 R，斷開開關(guān)K，將開關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)；
②斷開開關(guān)K，再次調(diào)節(jié)電阻箱 R，將開關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)．
（3）由閉合電路歐姆定律可得：E=I（R+R_A+r），即：

1

I

=

R

E

+

RA+r

E

，
由上式可知：圖線的斜率是電動勢的倒數(shù)，圖線在縱軸上的截距是

r+RA

E

，
由此可得：E=

1

k

=

6

3-0.9

=

6

2.1

V=2.86 V，

RA+r

E

=0.9，
解得：r=0.9E-R_A=2.32Ω．
故答案為：（1）并聯(lián)電阻箱后線路總阻值減小，從而造成總電流增大
（2）①調(diào)節(jié)電阻箱 R，斷開開關(guān)K，將開關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)；
②斷開開關(guān)D，再次調(diào)節(jié)電阻箱 R，將開關(guān) S 接 D，記錄電阻箱的阻值和電流表示數(shù)．
（3）2.86（2.76-2.96 V均給分） 2.37