Question

6．為了測(cè)得某電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，因考慮到兩表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響，（已知電流表內(nèi)阻R_A與電池內(nèi)阻相差不大）小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路．

（1）根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)電路，請(qǐng)?jiān)谝覉D中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．
（2）合上開(kāi)關(guān)S₁，S₂接圖甲中的1位置，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)；S₂接圖甲中的2位置，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)．在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點(diǎn)作出電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I的圖象．如圖丙所示，兩直線與縱軸的截距分別為U_A、U_B，與橫軸的截距分別為I_A、I_B．
①接1位置時(shí)，作出的U-I圖線是圖丙中的B（選填“A”或“B”）圖線；測(cè)出的電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是電壓表的分流；
②由圖丙可知，被測(cè)的干電池電動(dòng)勢(shì)的真實(shí)值分別為E_真=U_A．
③由圖丙可知，所用電流表內(nèi)阻R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$-$\frac{{U}_{A}}{{I}_{B}}$．

Answer 1

分析 （1）本題（1）的關(guān)鍵是看清單刀雙擲開(kāi)關(guān)電路圖與實(shí)物圖即可．
（2）①的關(guān)鍵是根據(jù)“等效電源”法分析測(cè)量誤差的大小，即當(dāng)${\;s}_{2}^{\;}$接1位置時(shí)，可把電流表與電源看做一個(gè)等效電源，則電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值測(cè)得是“等效電源”的外電路斷開(kāi)時(shí)的路端電壓，由于電壓表內(nèi)阻不是無(wú)窮大，所以電壓表示數(shù)將小于電動(dòng)勢(shì)真實(shí)值，即電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值偏��；同理內(nèi)阻的測(cè)量值實(shí)際等于電壓表與內(nèi)阻真實(shí)值的并聯(lián)電阻，所以內(nèi)阻測(cè)量值也偏�。�若${s}_{2}^{\;}$接2位置時(shí)，可把電流表與電源看做一個(gè)“等效電源”，不難分析出電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值等于真實(shí)值．

解答 解：（1）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
（2）①當(dāng)${s}_{2}^{\;}$接1位置時(shí)，可把電壓表與電源看做一個(gè)等效電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律${E{=U}_{斷}^{\;}}_{\;}^{\;}$可知，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量值均小于真實(shí)值，所以作出的U-I圖線應(yīng)是B線；
測(cè)出的電池電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是電壓表的分流．
②當(dāng)${s}_{2}^{\;}$接2位置時(shí)，可把電流表與電源看做一個(gè)等效電源，根據(jù)閉合電路歐姆定律E=${\;U}_{\;斷}^{\;}$可知電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值等于真實(shí)值，U-I圖線應(yīng)是A線，即${E}_{真}^{\;}$=${U}_{A}^{\;}$；
由于${s}_{2}^{\;}$接1位置時(shí)，U-I圖線的B線對(duì)應(yīng)的短路電流為${I}_{\;\;\;\;短}^{\;}$=${I}_{B}^{\;}$，所以${\;r}_{真}^{\;}$=$\frac{\;{E}_{真}^{\;}}{{I}_{短}^{\;}}$=$\frac{{\;U}_{A}^{\;}}{{I}_{B}^{\;}}$；
故電流表的內(nèi)阻R_A=$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$-$\frac{{U}_{A}}{{I}_{B}}$
故答案為：（1）a；（3）①B；②${U}_{A}^{\;}$；$\frac{{U}_{A}}{{I}_{A}}$-$\frac{{U}_{A}}{{I}_{B}}$

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確用“等效電源”法分析“測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)”誤差的方法，明確U-I圖象中縱軸截距與斜率的含義．要掌握分析誤差來(lái)源及數(shù)據(jù)處理的方法．