Question

6．一個(gè)完好的多用電表，現(xiàn)要測(cè)定選擇開關(guān)旋至“歐姆擋×10”擋時(shí)表內(nèi)電源電動(dòng)勢(shì)（內(nèi)有一節(jié)干電池）和內(nèi)電阻值．已知此歐姆表的中值約為15，除已知多用電表外，還給出：
A、滑動(dòng)變阻器（阻值0-50Ω），B、滑動(dòng)變阻器（0-400Ω），C、電流表（量程15mA，內(nèi)阻約10Ω）D、電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約2Ω），E、導(dǎo)線和開關(guān)．
（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，則滑動(dòng)變阻器選B（填用電器前的字母），電流表選C．
（2）通過改變滑動(dòng)變阻器多次測(cè)出歐姆表和電流表的讀數(shù)，分別表示為R₁，I₁、R₂，I₂、R₃，I₃、R₄，I₄、R₅，I₅．利用圖象處理數(shù)據(jù)，要能直觀反映電流I隨外電阻R變化的關(guān)系，應(yīng)選擇$\frac{1}{I}$為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)．從所畫的圖象中可以求出電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式E=$\frac{1}{k}$，k是圖象的斜率，內(nèi)電阻r=$\frac{k}$，b是圖象的縱軸截距．（說明物理量的含義）．
（3）比較本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量值與真實(shí)值關(guān)系，E_測(cè)等于E_真，r_測(cè)大于r_真．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路最大電流選擇電流表，求出電路最小電阻阻值，根據(jù)該電阻阻值選擇滑動(dòng)變阻器．
（2）為方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，作出的圖象應(yīng)為直線，由閉合電路歐姆定律求出函數(shù)表達(dá)式，然后分析答題．
（3）根據(jù)圖象求出電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻表達(dá)式，然后分析答題．

解答 解：（1）電流表量程為15mA，則電流表選C，電流表滿偏時(shí)電路電阻約為：R=$\frac{E}{{I}_{g}}$=$\frac{1.5V}{0.015A}$=100Ω＞50Ω，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選B；
（2）設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，歐姆表內(nèi)阻為r，在閉合電路中：
E=I（r+R），則：$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$R+$\frac{r}{E}$，由此可知：$\frac{1}{I}$與R的圖象是直線，
應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)以$\frac{1}{I}$為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，
$\frac{1}{I}$-R圖象的斜率：k=$\frac{1}{E}$，則電源電動(dòng)勢(shì)：E=$\frac{1}{k}$，
圖象與縱軸的交點(diǎn)值，即縱軸的截距：b=$\frac{r}{E}$，內(nèi)阻：r=$\frac{k}$；
（3）考慮電流表內(nèi)阻：在閉合電路中：
E=I（r+R+r_A），則：$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$R+$\frac{r+{r}_{A}}{E}$，
由此可知，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值等于真實(shí)值，
內(nèi)阻測(cè)量值：r=$\frac{k}$-r_A，已知r_A，內(nèi)阻測(cè)量值偏大；
故答案為：（1）B；C；（2）$\frac{1}{I}$；R；$\frac{1}{k}$，k是圖象的斜率； $\frac{k}$，b是圖象的縱軸截；（3）等于；大于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，知道實(shí)驗(yàn)原理是正確解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用閉合電路歐姆定律可以解題；要掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．