Question

16．某研究性學習小組利用伏安法測定某一電池組的電動勢和內阻，實驗原理如圖甲所示，其中、虛線框內為用靈敏電流計G改裝的電流表A，V為標準電壓表，E為待測電池組，S為開關，R為滑動變阻器，R₀是標稱值為4.0Ω的定值電阻．

（1）已知靈敏電流計G的滿偏電流I_g=100μA、內阻r_g=2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿偏電流為200mA，應并聯(lián)一只1.0Ω保留一位小數(shù)）的定值電阻R₁；
（2）根據(jù)圖甲，用筆畫線代替導線將圖乙連接成完整電路；
（3）通過改變滑動變阻器的滑動觸頭，得到幾組電壓表與改裝后電流表的讀數(shù)，描點如圖丙所示，請根據(jù)描點作圖求出電池組的電動勢E=5.35V，內阻r=5.58Ω（均保留兩位小數(shù)）．
（4）該小組在前面實驗的基礎上，為探究圖甲電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響，用一已知電動勢和內阻的標準電池組，通過上述方法多次測量后發(fā)現(xiàn)：電動勢的測量值與已知值幾乎相同，但內阻的測量值總是偏大．若測量過程無誤，則內阻測量值總是偏大的原因是CD．（填選項前的字母）
A．電壓表內阻的影響             B．滑動變阻器的最大阻值偏小
C．R₁的實際阻值比計算值偏小     D．R₀的實際阻值比標稱值偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表的改裝原理，計算并聯(lián)的電阻．
（2）根據(jù)電路圖連接實物圖，注意電表的接線柱以及滑動變阻器的解法
（3）根據(jù)描點法可得出對應的伏安特性曲線，再根據(jù)特性曲線的性質可明確對應的電動勢和內電阻．
（4）結合電路圖，由閉合電路歐姆定律E=U+I（R₀+r）分析內阻測量值總量偏大的原因

解答 解：①根據(jù)電流表的改裝原理，${R}_{1}=\frac{{{I}_{g}R}_{g}}{I{-I}_{g}}=\frac{100{×10}^{-6}×2{×10}^{3}}{0.2-100{×10}^{-6}}Ω≈1.0Ω$
②根據(jù)電路圖連接實物圖，注意電表的接線柱以及滑動變阻器的解法，連接圖為：
（3）根據(jù)給出的點連線得出如圖所示的伏安特性曲線；則由圖可知，電流的電動勢E=5.35V；
r=$\frac{5.35-4.4}{0.170}$=5.58Ω
（4）A、如果考慮電壓表的內阻，則虛線部分相當于電源，$\frac{△U}{△I}$測得的電阻相當于電源E的內阻與R₀串聯(lián)后再與電壓內阻并聯(lián)的阻值，即測得的電阻值偏小，故A錯誤；
B、滑動變阻器的阻值不會影響r的測量結果，故B錯誤；
C、電表改裝時，R₁的實際阻值比計算值偏小，可導致通過表頭的電流偏小，電流表讀數(shù)偏小，故內阻測量值總量偏大，故C正確；
D、結合電路圖，由閉合電路歐姆定律E=U+I（R₀+r）知，R₀的實際阻值比稱標值偏大，可導致內阻測量值總量偏大，故D正確．
故選：CD．
故答案為：（1）1.0；（2）如圖；（3）5.35；5.58；（4）CD．

點評 電表改裝為重點內容要切實弄明白，連接實物圖為基本功，數(shù)據(jù)處理和誤差分析的能力要平時加強訓練，要掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法．