Question

3．某同學利用電壓表和定值電阻測蓄電池電源的電動勢和內(nèi)阻．
（1）實驗室有以下三個電壓表，需要將它們改裝成量程為6V的電壓表，以下措施正確的是C
A．將電壓表V₁（0～1V，內(nèi)阻約為1kΩ）與5kΩ的定值電阻R串聯(lián)
B．將電壓表V₂（0～2V，內(nèi)阻約為2kΩ）與4kΩ的定值電阻R串聯(lián)
C．將電壓表V₃（0～3V，內(nèi)阻為3kΩ）與3kΩ的定值電阻R串聯(lián)
D．以上三項都可以
（2）利用（1）中改裝后的電壓表，測蓄電池的電動勢和內(nèi)阻，圖甲為實驗電路圖，根據(jù)給出的電路圖，將圖乙的實物圖補充完整．
（3）請完成下列主要實驗步驟：
A．選擇正確的實驗儀器連接電路；
B．將開關(guān)S₂閉合，開關(guān)S₁斷開，測得電壓表的示數(shù)是U₁；
C．再將開關(guān)S₁閉合，測得電壓表的示數(shù)是U₂；
D．斷開開關(guān)S₂；
E．若改裝后的電壓表可視為理想電壓表，則電源的內(nèi)阻r=$\frac{2（{U}_{1}-{U}_{2}）}{2{U}_{2}-{U}_{1}}$R₀（用字母U₁、U₂、R₀表示）；
（4）由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．

Answer 1

分析 （1）明確電表的改裝原理，即可確定如何獲得大量程的電壓表；
（2）根據(jù)原理圖即可得出對應的實物圖；
（3）根據(jù)閉合電電路歐姆定律進行分析，從而根據(jù)測出的數(shù)據(jù)求出電源的內(nèi)阻；
（4）根據(jù)電表內(nèi)阻的影響進行分析，從而確定測出的電動勢的誤差情況．

解答 解：（1）要想改裝電壓表，應知道原電壓表量程，由題意可知，只有C中電表內(nèi)阻已知；同時根據(jù)改裝原理可知：
U=$\frac{{U}_{v}}{{R}_{v}}（{R}_{v}+R）$=$\frac{3}{3}×（3+3）$=6V，符合要求，
故選：C；
（2）根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖如圖所示；
（3）由閉合電路歐姆定律可知：
將開關(guān)S₂閉合，開關(guān)S₁斷開時：
U₁=E-$\frac{{U}_{2}}{2{R}_{0}}$
將開關(guān)S₁閉合時，有：
U₂=E-$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}r$
聯(lián)立解得：r=$\frac{2（{U}_{1}-{U}_{2}）}{2{U}_{2}-{U}_{1}}$R₀
（4）由于電壓表不是理想電表，則電壓表分流，因此求出的電流值要小于真實值，而當外電路短路時電壓表不再分流，因此可知，實際伏安物圖應與測量出的伏安特性曲線與橫軸交點相同，而圖象整體偏左，因此測出的電動勢偏�。�
故答案為：（1）C；（2）如圖所示；（3）$\frac{2（{U}_{1}-{U}_{2}）}{2{U}_{2}-{U}_{1}}$R₀（4）偏小．

點評 本題考查利用電壓表和兩定值電阻分析測量電動勢和內(nèi)阻的方法，要注意準確掌握實驗原理，明確實驗中電表內(nèi)阻的影響，從而分析數(shù)據(jù)并正確進行誤差分析．