Question

【題目】用實驗測一電池的內阻r和電流表內阻r．已知電池的電動勢約6V，電池內阻和電流表內阻阻值都為數十歐．可選用的實驗器材有：

待測電流表A（量程0～100mA）

電壓表V1（量程0～6V，內阻約20k2）

電壓表V2（量程0～15V，內阻約25kΩ）

滑動變阻器R1（阻值0～5Ω）

滑動變阻器R2（阻值0～300Ω）；

單刀單擲開關S1，單刀雙擲開關S2導線若干條

某同學的實驗過程如下

I．設計如圖甲所示的電路圖，正確連接電路．

Ⅱ．將R的阻值調到最大，開關S2接通a，閉合開關S1，逐次調小R的阻值，測出多組U和I的值，并記錄．以U為縱軸，I為橫軸，得到如圖乙所示的圖線

Ⅲ．將開關S2接通b，重復Ⅱ的步驟，得到另一條UーI圖線，圖線與橫軸I的交點坐標為（1，0），與縱軸U的交點坐標為（0，U0）回答下列問題

（1）電壓表應選用_________，滑動變阻器應選用___________；

（2）由圖乙的圖線得電源內阻r＝________Ω（保留兩位有效數字）

（3）用I0、U0和r表示待測電阻的關系式rA＝__________代入數值可得rA；

（4）由第（2）問中測得的電源內阻與真實值的關系是r真______r測（填“大于”“小于”或“等于”），原因是_______（填“電壓表分流”或“電流表分壓”）

Answer 1

【答案】V1； R2； 25； ； 大于； 電壓表分流

【解析】

據題目中給出的電源及待測電阻的大約阻值，略算對應的電流，則可明確電流表及滑動變阻器應選擇的儀器；

由圖象的性質及閉合電路歐姆定律可得出電源內阻；

根據電路結構，利用閉合電路歐姆定律可得出對應的表達式。

(1)由于電源電動勢約為6V，所以電壓表選V1，電流表最大電流為100mA，若選R1，則可能超電流表量程，所以滑動變阻器應選用R2；

(2)當開關接a時，此時圖線斜率的負值代表電源內阻即；

(3)當開關接b時，由等效電源可知，此時圖線斜率的負值代表電源內阻與電流表內阻之和，即 ，解得：；

(4)由于電壓表內阻并不是無窮大，所以分流作用不能忽略，由等效電源原理可知測量值為電壓表內阻和電源內阻的并聯值，因此測量值偏小。