Question

16．某研究性學(xué)習(xí)小組利用伏安法測(cè)定某一電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)原理如圖甲所示，其中、虛線框內(nèi)為用靈敏電流計(jì)G改裝的電流表A，V為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，E為待測(cè)電池組，S為開(kāi)關(guān)，R為滑動(dòng)變阻器，R₀是標(biāo)稱(chēng)值為4.0Ω的定值電阻．

（1）已知靈敏電流計(jì)G的滿(mǎn)偏電流I_g=100μA、內(nèi)阻r_g=2.0kΩ，若要改裝后的電流表滿(mǎn)偏電流為200mA，應(yīng)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(huà)線代替導(dǎo)線將圖乙連接成完整電路；
（3）通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，得到幾組電壓表與改裝后電流表的讀數(shù)，描點(diǎn)如圖丙所示，請(qǐng)根據(jù)描點(diǎn)作圖求出電池組的電動(dòng)勢(shì)E=5.35V，內(nèi)阻r=5.58Ω（均保留兩位小數(shù)）．
（4）該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為探究圖甲電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組，通過(guò)上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同，但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大．若測(cè)量過(guò)程無(wú)誤，則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的原因是CD．（填選項(xiàng)前的字母）
A．電壓表內(nèi)阻的影響             B．滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小
C．R₁的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小     D．R₀的實(shí)際阻值比標(biāo)稱(chēng)值偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表的改裝原理，計(jì)算并聯(lián)的電阻．
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，注意電表的接線柱以及滑動(dòng)變阻器的解法
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的伏安特性曲線，再根據(jù)特性曲線的性質(zhì)可明確對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．
（4）結(jié)合電路圖，由閉合電路歐姆定律E=U+I（R₀+r）分析內(nèi)阻測(cè)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(shí)物圖，注意電表的接線柱以及滑動(dòng)變阻器的解法，連接圖為：
（3）根據(jù)給出的點(diǎn)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(dòng)勢(shì)E=5.35V；
r=$\frac{5.35-4.4}{0.170}$=5.58Ω
（4）A、如果考慮電壓表的內(nèi)阻，則虛線部分相當(dāng)于電源，$\frac{△U}{△I}$測(cè)得的電阻相當(dāng)于電源E的內(nèi)阻與R₀串聯(lián)后再與電壓內(nèi)阻并聯(lián)的阻值，即測(cè)得的電阻值偏小，故A錯(cuò)誤；
B、滑動(dòng)變阻器的阻值不會(huì)影響r的測(cè)量結(jié)果，故B錯(cuò)誤；
C、電表改裝時(shí)，R₁的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小，可導(dǎo)致通過(guò)表頭的電流偏小，電流表讀數(shù)偏小，故內(nèi)阻測(cè)量值總量偏大，故C正確；
D、結(jié)合電路圖，由閉合電路歐姆定律E=U+I（R₀+r）知，R₀的實(shí)際阻值比稱(chēng)標(biāo)值偏大，可導(dǎo)致內(nèi)阻測(cè)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(diǎn)評(píng) 電表改裝為重點(diǎn)內(nèi)容要切實(shí)弄明白，連接實(shí)物圖為基本功，數(shù)據(jù)處理和誤差分析的能力要平時(shí)加強(qiáng)訓(xùn)練，要掌握利用圖象處理數(shù)據(jù)的方法．