Question

某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，使用的實(shí)驗(yàn)器材為：待測(cè)干電池組（電動(dòng)勢(shì)約3V）、電流表（量程0.6A，內(nèi)阻小于1Ω）、電阻箱（0～99.99Ω）、滑動(dòng)變阻器（0～10Ω）、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、單刀單擲開(kāi)關(guān)各一個(gè)及導(dǎo)線苦干．考慮到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略．
（1）該同學(xué)先利用圖甲電路圖測(cè)出電流表的內(nèi)阻．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①

 

；
②

 

；
③測(cè)得電流表內(nèi)阻約為0.1Ω．此測(cè)量值

 

實(shí)際值（選填“大于”、“等于”或“小于”），引起誤差的原因是

 

．
（2）再按圖甲接好電路，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，將開(kāi)關(guān)S接D，多次調(diào)節(jié)電阻箱R，測(cè)得多組電阻箱的阻值和電流表示數(shù)，繪出如圖乙的

I

I

-R圖象．由此求出待測(cè)干電池組的電動(dòng)勢(shì)E=

 

V、內(nèi)阻r=

 

Ω．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）采用半偏法測(cè)量電流表的內(nèi)阻，根據(jù)并聯(lián)電阻箱后，總電阻減小，總電流增大，分析測(cè)量值與實(shí)際值的關(guān)系．
（2）根據(jù)E=IR+Ir推導(dǎo)出

1

I

-R的關(guān)系式，通過(guò)圖線的斜率以及截距求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的大�。�

解答：解：（1）本實(shí)驗(yàn)采用半偏法測(cè)量電流表的內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)步驟為）①先閉合電鍵K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表滿偏；②把開(kāi)關(guān)S連到C上，保持滑動(dòng)變阻器電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表半偏，電阻箱的電阻即為電流表電阻．
在實(shí)驗(yàn)中，并聯(lián)電阻箱后，總電阻減小，則總電流增大，通過(guò)電阻箱的電流大于通過(guò)電流表的電流，根據(jù)歐姆定律知，電流表內(nèi)阻的測(cè)量值小于實(shí)際值．
（2）由閉合電路歐姆定律可得：
E=I（R+R_A+r），即

1

I

=

R

E

+

r+RA

E

，由上式可知：圖線的斜率是電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)，圖線在縱軸上的截距是

r+RA

E

，由此可得：
E=

△R

△ 1 I

=2.86v，

r+RA

E

=0.9，解得r=2.47Ω．．
故答案為：（1）①先閉合電鍵K，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表滿偏；
②把開(kāi)關(guān)S連到C上，保持滑動(dòng)變阻器電阻不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表半偏，電阻箱的電阻即為電流表電阻．
③小于，并聯(lián)電阻箱后線路總阻值減小，從而造成總電流增大
（2）2.86，2.47

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握半偏法測(cè)量電流表的原理，以及掌握測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理，知道圖線斜率和截距表示的物理意義．