Question

【題目】利用圖甲電路測(cè)量某電池的內(nèi)阻，其中AB為一段粗細(xì)均勻的鉛筆芯，筆芯上套有一金屬滑環(huán)P（寬度和電阻不計(jì)，與筆芯良好接觸并可自由移動(dòng)）。實(shí)驗(yàn)器材還有：標(biāo)準(zhǔn)電池（電動(dòng)勢(shì)為E0，內(nèi)阻不計(jì)），電阻箱（最大阻值為99.99Ω），靈敏電流計(jì)G（量程為600μA），待測(cè)電池（電動(dòng)勢(shì)Ex小于E，內(nèi)阻rx未知），開關(guān)3個(gè)，刻度尺等。

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a.測(cè)量出鉛筆芯A、B兩端點(diǎn)間的距離L0；

b.將電阻箱調(diào)至某一阻值R，閉合開關(guān)S1、S2、S3，移動(dòng)滑環(huán)P使電流計(jì)G示數(shù)為零，測(cè)量出此時(shí)的AP長(zhǎng)度L；

c.改變電阻箱的阻值R，重復(fù)步驟b，記錄下多組R及對(duì)應(yīng)的L值。回答以下問題：

(1)步驟b中，移動(dòng)滑環(huán)P使G的示數(shù)為零。此時(shí)電阻箱兩端電壓UR=_______（用L、L0、E0表示）。

(2)利用記錄的多組R、L數(shù)據(jù)，作出圖像如圖乙，則隨變化的關(guān)系式為=___（用E0，Ex，rx，L0，R表示）；根據(jù)圖像可得待測(cè)電池的內(nèi)阻rx=____Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

(3)在步驟b的操作過程中，若無論怎樣移動(dòng)滑環(huán)P，也無法使G的示數(shù)為零，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，有一個(gè)開關(guān)未閉合，你認(rèn)為未閉合的開關(guān)是____（填S1、S2、S3）。

(4)本實(shí)驗(yàn)中若標(biāo)準(zhǔn)電池的內(nèi)阻不可忽略，則待測(cè)電池內(nèi)阻的測(cè)量結(jié)果將_______（填“偏大”、“不變”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】 1.5（或1.4或1.6） 不變

【解析】

(1)[1]由于電流計(jì)電流為零，則待測(cè)電源的電流不會(huì)影響標(biāo)準(zhǔn)電源中的電流，由歐姆定律可知

(2)[2]結(jié)合閉合電路歐姆定律可知

則有

變形可得

[3]結(jié)合圖像可知縱截距為

斜率為

解得

(3)[4]電流計(jì)示數(shù)不能為零，則說明無法將UR與待測(cè)電源的路端電壓相等，如果S2斷開，則電動(dòng)勢(shì)接在L兩端，有可能為零，而如果S3沒有閉合則電流計(jì)一定為零；只有S1沒有閉合時(shí)，此時(shí)待測(cè)電源與R、G和L形成回路，電流無法為零。

(4)[5]如果標(biāo)準(zhǔn)電源內(nèi)阻不能忽略，只需改變L0的數(shù)值即可，而根據(jù)(2)中數(shù)據(jù)處理可知，結(jié)果與L0無關(guān)，故對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響。