Question

5．在測定一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的分組實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)1組的同學(xué)利用圖甲所示電路，選用下列器材進(jìn)行了規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作．
A．干電池（內(nèi)電阻小于1.0Ω）
B．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻r_A=1Ω）
C．電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約20kΩ）
D．滑動(dòng)變阻器（0～20Ω，允許最大電流2A）
E．開關(guān)、導(dǎo)線若干
把得到的數(shù)據(jù)記錄后用“○”在圖乙所示的“U-I”圖象中進(jìn)行描點(diǎn)．在小組互評(píng)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)2組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)器材沒有變化的情況下對(duì)1組的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了改進(jìn)后再次進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用“×”也描在圖乙所示的“U-I”圖象中．請(qǐng)完成以下對(duì)1組實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)及改進(jìn)．

（1）從實(shí)驗(yàn)原理上來看，用圖甲電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，誤差主要來自：電壓表的分流．
（2）從所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，不足之處是：路端電壓的變化范圍太�。�
（3）在如圖丙中畫出改進(jìn)的方案電路圖．
（4）根據(jù)改進(jìn)后所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖線，由圖線得到：E=1.50 V；r=0.53Ω．（保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）分析電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電流分析誤差原因；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，明確實(shí)驗(yàn)的不足之處；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)誤差可明確如何改進(jìn)電路圖；
（4）由閉合電路歐姆定律可得出對(duì)應(yīng)的圖象，再根據(jù)圖象分析電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）由甲圖可知，電路采用相對(duì)電源的外接法，故誤差來自于電壓表的分流使電流表讀數(shù)偏�。�
（2）由圖中數(shù)據(jù)可知，路端電壓變化范圍太小，導(dǎo)致誤差過大；
（3）為了使路端電壓變化較大，可以將已知內(nèi)阻的電流表與電源相連，采用相對(duì)于電源的電流表內(nèi)接法；故如圖所示；
（4）由閉合電路歐姆定律可知：E=U+I（r+R_A）
故圖象與縱軸的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，故E=1.50V，內(nèi)阻r=$\frac{1.5-0.7}{0.52}$-R_A=0.53Ω；
故答案為：（1）電壓表的分流
（2）路端電壓的變化范圍太小
（3）如圖：
（4）如圖所示；1.50；0.53．

點(diǎn)評(píng) 在應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻時(shí)，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路與實(shí)驗(yàn)原理求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．