Question

4．實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)標(biāo)簽看不清的舊蓄電池和定值電阻R₀，為測(cè)定舊蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和定值電阻R₀的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：
A．電壓表V（量程6V，內(nèi)阻約為4kQ）
B．電流表A（量程1A，內(nèi)阻R_A=10Ω）
C．滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值20Ω，額定電流2A）
D．電阻箱R（阻值范圍0～9 999Ω）
（1）為了測(cè)定定值電阻R₀的阻值，甲同學(xué)選用了上述器材設(shè)計(jì)了一個(gè)能較準(zhǔn)確測(cè)出其阻值的電路，如圖甲是其對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，請(qǐng)你將實(shí)物連線補(bǔ)充完整．
（2）為測(cè)出舊蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E，乙同學(xué)選用了上述器材設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路圖．下表是該同學(xué)測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)利用測(cè)得的數(shù)據(jù)在圖丙的坐標(biāo)紙上畫出合適的圖象，并根據(jù)畫出的圖象求得該蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E=6.1V．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
R/Ω	5.0	10.0	15.0	20.0	25.0
I/A	0.83	0.50	0.36	0.26	0.22
$\frac{1}{I}$/A-1	1.2	2.0	2.8	3.7	4.5

（3）丙同學(xué)直接用電壓表接在該蓄電池兩極讀出電壓表的讀數(shù)，其結(jié)果與乙同學(xué)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)相比偏小（填“偏大”“相等”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）伏安法測(cè)量電阻，電流表采取內(nèi)接，電壓表和電流表示數(shù)的比值等于定值電阻和電流表內(nèi)阻之和，根據(jù)該規(guī)律測(cè)出定值電阻的大�。�
（2）本題采取安阻法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理推導(dǎo)出R-$\frac{1}{I}$圖線，通過圖線的斜率求出電源的電動(dòng)勢(shì)．
（3）直接用電壓表測(cè)量電動(dòng)勢(shì)由于電壓表有內(nèi)阻，測(cè)量的電動(dòng)勢(shì)偏�。�

解答 解：（1）因不知道定值電阻的電阻值，所以可以使用電流表內(nèi)接法，此時(shí)：R+R_A=$\frac{U}{I}$，所以定值電阻等于電壓表和電流表示數(shù)的比值減去電流表的內(nèi)阻．這樣測(cè)量比較精確．電路圖如圖所示．
（2）根據(jù)E=IR+Ir得，R=E$•\frac{1}{I}$-r，圖線的斜率表示電動(dòng)勢(shì)，所以橫軸表示$\frac{1}{I}$，則E=$\frac{28-0}{5.0-0.4}$=6.1V．
（3）電壓表直接接在電源的兩端，由于電壓表本身有內(nèi)阻，測(cè)量的仍然是電源的外電壓，所以測(cè)量值偏�。�
故答案為：（1）如圖所示．（2）如圖所示．6.1V，（3）偏小

點(diǎn)評(píng) 本題考查電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，會(huì)通過圖象法求解電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，以及知道誤差形成的原因．