Question

某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法側(cè)定某一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示，其中、虛線框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)改裝的電流表，為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測(cè)電池組，S為開關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器，R₀是標(biāo)稱值為4.0Ω的定值電阻。

(1)已知靈敏電流計(jì)的滿偏電流I_g＝100μA、內(nèi)阻r_g＝2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，應(yīng)并聯(lián)一只________Ω(保留一位小數(shù))的定值電阻R₁；

(2)根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路；

(3)某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示：

測(cè)量次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
電壓表讀數(shù)U/V	5.26	5.16	5.04	4.94	4.83	4.71	4.59	4.46
改裝表讀數(shù)I/mA	20	40	60	80	100	120	140	160

該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法)，計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r＝________Ω(保留兩位小數(shù))；為減小偶然誤差，逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是____________________________________。

(4)該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過(guò)上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大。若測(cè)量過(guò)程無(wú)誤，則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的原因是________。(填選項(xiàng)前的字母)

A．電壓表內(nèi)阻的影響

B．滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小

C．R₁的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小

D．R₀的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大

Answer 1

　(1)1.0　(4)參見下圖(其他正確連接同樣給分)

(3)1.66　充分利用已測(cè)得的數(shù)據(jù)

(4)CD

[解析]　(1)由歐姆定律得I_gr_g＝(I－I_g)R₁

R₁＝＝Ω＝1.0Ω

(2)連線如圖所示

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理r′＝||，由“逐差法”類比得＝r′₁，＝r₂′，＝r₃′，＝r₄′

代入數(shù)據(jù)得r₁′＝5.38Ω，r₂′＝5.63Ω，r₃′＝5.63Ω，r₄′＝6.00Ω

r′的平均值為r′＝＝5.66Ω，

所以電源的內(nèi)阻r＝r′－R₀＝1.66Ω

利用逐差法可以充分利用已測(cè)得的數(shù)據(jù)。

(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)阻測(cè)量值偏大，而電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值幾乎與真實(shí)值相同，作出真實(shí)U－I圖線a及測(cè)量U－I圖線b，內(nèi)電阻測(cè)量值偏大說(shuō)明在電壓測(cè)量相同的情況下，電流值偏小�；瑒�(dòng)變阻器的阻值只要能控制電路對(duì)測(cè)量結(jié)果沒(méi)有影響，B錯(cuò)誤。若R₁的實(shí)際阻值的計(jì)算值偏小，則改裝成電流表內(nèi)阻偏大，使電路中的電流偏小，如圖象所示，可導(dǎo)致內(nèi)阻測(cè)量值偏大，C正確。因?yàn)?i>R₀的實(shí)際值大，則測(cè)得的R₀與內(nèi)阻之和r′偏大，再減去比R₀小得標(biāo)稱電阻值，將使測(cè)量的內(nèi)阻更大，D正確。

由于電壓表的分流作用，使測(cè)得值r′是電源內(nèi)阻與R₀串聯(lián)再與電壓表內(nèi)阻的并聯(lián)值，則測(cè)得值偏小而不是偏大。A錯(cuò)誤，解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題需對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理，方法，操作，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，誤差分析等都熟練掌握，結(jié)合電學(xué)規(guī)律，圖象等進(jìn)行分析。