Question

【題目】物理學(xué)習(xí)小組在測(cè)定某電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r時(shí)，找來(lái)一段電阻率較大的粗細(xì)均勻的電阻絲ab替代滑動(dòng)變阻器,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)，其中R0是阻值為2 Ω的保護(hù)電阻,滑動(dòng)片P與電阻絲始終接觸良好.實(shí)驗(yàn)時(shí)閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)P的位置，測(cè)得aP的長(zhǎng)度x和對(duì)應(yīng)的電壓U、電 流I數(shù)據(jù)，并分別繪制了如圖乙所示的UI圖象和如圖丙所示的x圖象.

（1）由圖乙可得電源的電動(dòng)勢(shì)E＝ V；內(nèi)阻r＝ Ω.

（2）根據(jù)測(cè)得的直徑可以算得電阻絲的橫截面積S＝0.12×10－6m2，利用圖丙可求得電阻絲的電阻率ρ為 Ω·m，圖丙中圖象截距的物理意義是 Ｗ.（以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）此實(shí)驗(yàn)用了圖象法處理數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)是直觀，但是不能減少或者消除 （填“偶然誤差”或“系統(tǒng)誤差”）.

Answer 1

【答案】（1）3.00（2.99～3.02均可） 1.0（0.80～1.0均可） （2）1.2×10－6 電流表內(nèi)阻為2.0 Ω （3）系統(tǒng)誤差

【解析】（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律,電壓表示數(shù)即路端電壓U＝E－I（R0＋r）,因此圖乙中縱截距即為電源的電動(dòng)勢(shì)E＝3.00 V,斜率絕對(duì)值表示保護(hù)電阻R0與電源內(nèi)電阻之和即（R0＋r）＝ Ω＝3.0 Ω，r＝1.0 Ω.

（2）圖丙中截距為x＝0時(shí)，即為電路中金屬絲被短路，所測(cè)電阻即為電流表的內(nèi)阻；由圖丙可知，金屬絲長(zhǎng)0.6 m，電阻為5.8 Ω，由電阻定律R＝ρ， 代入已知條件解得：ρ＝1.2×10－6 Ω·m.

（3）通過(guò)圖象法處理數(shù)據(jù)可以消除個(gè)別數(shù)據(jù)測(cè)量不準(zhǔn)確產(chǎn)生的偶然誤差,對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差沒(méi)有修正作用.