Question

15．在測定一組干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，教師提供了下列器材：
（A）待測的干電池
（B）電流傳感器1
（C）電流傳感器2
（D）滑動變阻器R（0～20Ω，2A）
（E）定值電阻R₀（2000Ω）
（F）開關(guān)和導(dǎo)線若干
某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓傳感器，但給出了兩個電流傳感器，于是他設(shè)計了如圖甲所示的電路來完成實驗．

（1）在實驗操作過程中，如將滑動變阻器的滑片P向右滑動，則電流傳感器1的示數(shù)將變�。ㄟx填“變大”、“不變”或“變小”）．
（2）圖乙為該同學(xué)利用測出的實驗數(shù)據(jù)繪出的兩個電流變化圖線，其中I_A、I_B，分別代表兩傳感器的示數(shù)，但不清楚分別代表哪個電流傳感器的示數(shù)．請你根據(jù)分析，由圖線計算被測電池的電動勢E=3V，內(nèi)阻r=2Ω．
（3）（單選題）用上述方法測出的電池電動勢和內(nèi)電阻與真實值相比D．
（A）E偏大，r偏小   （B）E偏小，r偏大
（C）E偏大，r偏大   （D）E偏小，r偏小．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器在電路中應(yīng)起到調(diào)節(jié)電流的作用，滑片P向右滑動時 R值減小，電流傳感器1的示數(shù)和電流傳感器2的示數(shù)都變化．
（2）由閉合電路歐姆定律可得出與題目中給出儀器有關(guān)的表達式，再由數(shù)學(xué)規(guī)律可得出電動勢和內(nèi)電阻．
 （3）分析電路中電表內(nèi)阻的影響，從而明確實驗誤差，找出電動勢和內(nèi)阻與真實值之間的關(guān)系．

解答 解：（1）滑動變阻器在電路中應(yīng)起到調(diào)節(jié)電流的作用，滑片P向右滑動時 R值減小，電流傳感器2的示數(shù)變大，電流傳感器1的示數(shù)變小．
    （2）由閉合電路歐姆定律可得：
     I₁R₀=E-（I₁+I₂）r
變形得：I₁=$\frac{E}{{R}_{0}+r}$-$\frac{r}{{R}_{0}+r}$I₂；
由數(shù)學(xué)知可得：圖象中的k=$\frac{r}{{R}_{0}+r}$；b=$\frac{E}{{R}_{0}+r}$；
由圖可知：b=1.50；k=$\frac{1.35-1.05}{0.45-0.15}$×1×10^-3=1×10^-3；
故解得：E=3V，r=2Ω；
（3）本題中傳感器1與定值電阻串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用； 本實驗中由于電流傳感器1的分流，使電流傳感器2中電流測量值小于真實值，而所測量并計算出的電壓示數(shù)是準(zhǔn)確的，當(dāng)電路短路時，電壓表的分流可以忽略不計，故短路電流為準(zhǔn)確的，則圖象應(yīng)以短流電流向左下移動，故圖象與縱坐標(biāo)的交點減小，圖象的斜率減小，故電動勢減小，內(nèi)阻小于真實值；
故答案為：（1）變小；（2）3，2；（3）D．

點評 本題根據(jù)實驗原理分析誤差產(chǎn)生的原因，并根據(jù)誤差的大小選擇實驗電路，可見，實驗原理是實驗的核心，要理解并掌握牢固； 同時注意正確分析電表內(nèi)阻的影響．