Question

某同學設計了一個如圖10所示的實驗電路，用以測定電源電動勢和內阻，使用的實驗器材為：待測干電池組(電動勢約3 V)、電流表(量程0.6 A，內阻小于1 Ω)、電阻箱(0—99.99 Ω)、滑動變阻器(0—10 Ω)、單刀雙擲開關、單刀單擲開關各一個及導線若干.考慮到干電池的內阻較小，電流表的內阻不能忽略.

圖10

(1)該同學按圖10連線，通過控制開關狀態，測得電流表內阻約為0.20 Ω.試分析該測量產生誤差的原因是____________________.

(2)簡要寫出利用圖10所示電路測量電源電動勢和內阻的實驗步驟：

①_____________________________;

②_____________________________.

(3)圖11是由實驗數據繪出的圖象，由此求出待測干電池組的電動勢E=________V、內阻r=________Ω.(計算結果保留三位有效數字)

圖11

Answer 1

解析：(1)用圖10所示電路測電流表電阻時用半偏法，其測量方法是：先閉合電鍵K，調節滑動變阻器，使電流表滿偏；然后，把開關S連到C上，保持滑動變阻器電阻不變，調節電阻箱，使電流表半偏，則電阻箱的電阻即為電流表電阻，其產生誤差的原因是兩次測量干路中電流不同，測量值比實際值偏小.

(2)斷開電鍵K，將開關S與D連接，調節電阻箱R，得到兩組R、I值，由閉合電路歐姆定律即可求電動勢和內電阻.

(3)由閉合電路歐姆定律可得：E=I(R+R_A+r)，即：,由上式可知：圖線的斜率是電動勢的倒數，圖線在縱軸上的截距是,由此可得：E= V=2.86 V, =0.9,r=2.37 Ω.

答案：(1)滿偏時滑動變阻器阻值與電流表阻值之比偏低；電阻的阻值不能連續調節

(2)斷開K，將R旋至最大值，S擲向D  調小R直到電流表指針有足夠偏轉，改變R值測出幾組I隨R變化的數據

(3)2.86(2.76—2.96 V均給分)  2.37 Ω