Question

8．某同學(xué)要測(cè)定三節(jié)干電池組成電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室中提供如下器材：
A．電流表G（滿偏電流5mA，內(nèi)阻10Ω）
B．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻0.5Ω）
C．電壓表（量程15V，內(nèi)阻約為6kΩ）
D．滑動(dòng)變阻器（0～10Ω，額定電流為2A）
E．定值電阻R₀（阻值990Ω）
D．電建S一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）完成虛線框內(nèi)的電路連接．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差以及便于數(shù)據(jù)處理，電路圖1中的導(dǎo)線應(yīng)該連接到②（填“①”或“②”）的位置．
（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得虛線框中電表的示數(shù)x與電流表的示數(shù)I的多組數(shù)值，作出x-I圖象如圖2所示，則由圖線可以得到被測(cè)電池組的電動(dòng)勢(shì)E=4.5V，內(nèi)阻r=4.5Ω（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明進(jìn)行多次測(cè)量，花費(fèi)了較長(zhǎng)的時(shí)間，測(cè)量期間一直保持電路閉合．其實(shí)，從實(shí)驗(yàn)誤差考慮，這樣的操作不妥，因?yàn)楦呻姵亻L(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)給出的信息確定應(yīng)需要的電壓表，再根據(jù)改裝原理即可明確應(yīng)采用的電路圖，再根據(jù)電流表內(nèi)阻的影響分析電流表接法；
（2）根據(jù)圖象和閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，從而確定對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
（3）知道電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻在長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)會(huì)存在較大的變化，從而產(chǎn)生誤差．

解答 解：（1）三節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)大約為4.5 V，由于所給電壓表的量程過大，因此需要用電流表G和定值電阻R組成了一個(gè)量程為5 V的電壓表，因此虛線框內(nèi)的電路連接如下圖所示．
由于電流表的電阻已知，因此將導(dǎo)線連接到②采用相對(duì)電流表相對(duì)電源外接法，可以減小電池電阻測(cè)量的誤差．
（2）由電路連接可知，x為電流表G的示數(shù)，將圖線延長(zhǎng)，圖線與縱軸的交點(diǎn)是4.5 mA，為電路斷路時(shí)電流表G的示數(shù)，由U=E-Ir可知，此時(shí)電源的電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓，即為：
E=4.5×10^-3×（990+10）=4.5V，
電源的內(nèi)阻為：
r=$\frac{4-2}{0.5-0.1}$-0.5=4.5．
（3）干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大．
故答案為：（1）電路圖見解析，②；（2）4.5，4.5；（3）干電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大．

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，注意電表改裝原基本方法，同時(shí)掌握閉合電路歐姆定律的正確使用即可準(zhǔn)確求解．