Question

20．某同學(xué)用圖甲所示電路進(jìn)行測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)畫出U-I圖線如圖乙所示．

（1）根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導(dǎo)線將圖丙的實(shí)驗(yàn)電路連接完整；
（2）利用圖乙求出電源電動(dòng)勢(shì)E=1.46V，內(nèi)電阻r=0.72Ω
（3）利用該實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻與真實(shí)值相比，理論上E_測(cè)＜E_真，r_測(cè)＜r_真（選填“＞”、“=”或“＜”）
（4）上述誤差不可以（選填“可以”或“不可以”）通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小．

Answer 1

分析 （1）干電池電動(dòng)勢(shì)一般約為1.5V，以此判定電壓表量程；電流表量程、滑動(dòng)變阻器與定值電阻選擇時(shí)應(yīng)兼顧電路安全和偏轉(zhuǎn)范圍．根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖；
（2）根據(jù)U-I圖象做坐標(biāo)軸的交點(diǎn)求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．
（3）根據(jù)電表內(nèi)阻的影響分析實(shí)驗(yàn)誤差；
（4）明確多次測(cè)量只能減小偶然誤差，不能減小系統(tǒng)誤差．

解答 解（1）根據(jù)原理圖可直接得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，注意電流表量程選擇0.6A，電壓表量程選擇3V，如圖所示；
（2）由描點(diǎn)法作出伏安特性曲線，圖象如圖2所示；圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)；圖象的斜率表示內(nèi)阻；
則由圖象可知，電源的電動(dòng)勢(shì)為1.46V由圖示圖象可知：r=k=$\frac{1.46-1.00}{0.64}$=0.72Ω；
（3）關(guān)于系統(tǒng)誤差一般由測(cè)量工具和所造成測(cè)量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏�。�
本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測(cè)量值小，電壓表測(cè)的電壓為外電壓，
電流表所測(cè)的電流偏小，作出U-I圖線的測(cè)量圖線和實(shí)際圖線，虛線表示實(shí)際圖，

從圖線可以看出，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值．造成E_測(cè)＜E_真，r_測(cè)＜r_真．
（4）由于誤差為系統(tǒng)誤差，故不能通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)的方法來(lái)減小誤差；
故答案為：（1）如圖所示；（2）1.46；0.72；（3）＜；＜；（4）不可以．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)；解決本題的關(guān)鍵會(huì)從U-I圖線獲取電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，以及會(huì)分析誤差的來(lái)源，通過(guò)圖象分析測(cè)量值和真實(shí)值的關(guān)系．