Question

5．在測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，提供的電表量程有些偏小，于是采用了如圖甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量．其中定值電阻R₁的阻值是3Ω，R₂的阻值為6Ω，電流表和電壓表都為理想電表．
（1）在實(shí)物連線圖乙中，缺少幾條導(dǎo)線，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖中補(bǔ)上缺少的幾條導(dǎo)線，使之成為一個(gè)完整的、正確的電路實(shí)物連線圖．

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R_P阻值的大小，記錄多組U、I數(shù)據(jù)，畫出如圖丙所示的U-I圖象，根據(jù)圖象可計(jì)算出該電源的電動(dòng)勢(shì)為2.40V，電源的內(nèi)阻為1.73Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）實(shí)際上，電流表的內(nèi)阻并不等于零，電壓表的內(nèi)阻也不是無限大，從系統(tǒng)誤差的角度來看，電源的內(nèi)阻比其真實(shí)內(nèi)阻A．（填下面選項(xiàng)前的字母）
A．偏大   B．偏小     C．準(zhǔn)確．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原理圖可明確對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（2）分析電路結(jié)論，根據(jù)串并聯(lián)電路的規(guī)律可求得對(duì)應(yīng)的表達(dá)式；根據(jù)得出的表達(dá)式利用圖象規(guī)律可求得電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．
（3）分析兩電表的內(nèi)阻以及讀數(shù)帶來的影響，根據(jù)圖象分析誤差情況．

解答 解：（1）分析原理圖，根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（2）由圖可知，R₁與R₂并聯(lián)后與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；總電阻R=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$；通過電源的電流I=$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{2}}$I；電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，則由閉合電路歐姆定律可知：
U=E-$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{2}}$Ir-IR₁；
化簡(jiǎn)得：U=E-I（$\frac{{R}_{1}+{R}_{2}}{{R}_{2}}$r+R₁）=E-（1.5r+3）I
根據(jù)題干中圖象可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)；故E=2.40V；圖象的斜率表示4.5+r；則可知：1.5r+3=$\frac{2.40-1.0}{0.25}$=5.6；
解得：r=1.73Ω；
（3）電表不是理想電表，則其內(nèi)阻影響電路的測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)原理中由于電壓表示數(shù)是準(zhǔn)確的，但由于電流表內(nèi)阻的影響，使計(jì)算得出的干路電流偏��；所以相應(yīng)電壓表的電流值將比實(shí)際值小，對(duì)應(yīng)圖象如圖所示，虛線對(duì)應(yīng)的實(shí)際值，則可知，電阻的測(cè)量值偏大；
故答案為：（1）如圖乙所示；（2）2.40；1.73．（3）A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，認(rèn)真分析電路結(jié)構(gòu)，再根據(jù)閉合電路歐姆定律列式；并注意用圖象法分析處理數(shù)據(jù)．