問題詳情:
某研究*學習小組利用伏安法側定某一電池組的電動勢和內阻,實驗原理如圖*所示,其中、虛線框內為用靈敏電流計改裝的電流表,為標準電壓表,E為待測電池組,S為開關,R為滑動變阻器,R0是標稱值為4.0Ω的定值電阻。
(1)已知靈敏電流計的滿偏電流Ig=100μA、內阻rg=2.0kΩ,若要改裝後的電流表滿偏電流為200mA,應並聯一隻________Ω(保留一位小數)的定值電阻R1;
(2)根據圖*,用筆畫線代替導線將圖乙連接成完整電路;
(3)某次實驗的數據如下表所示:
測量次數 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
電壓表讀數U/V | 5.26 | 5.16 | 5.04 | 4.94 | 4.83 | 4.71 | 4.59 | 4.46 |
改裝表讀數I/mA | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 |
該小組借鑑“研究勻變速直線運動”實驗中計算加速度的方法(逐差法),計算出電池組的內阻r=________Ω(保留兩位小數);為減小偶然誤差,逐差法在數據處理方面體現出的主要優點是____________________________________。
(4)該小組在前面實驗的基礎上,為探究圖*電路中各元器件的實際阻值對測量結果的影響,用一已知電動勢和內阻的標準電池組,通過上述方法多次測量後發現:電動勢的測量值與已知值幾乎相同,但內阻的測量值總是偏大。若測量過程無誤,則內阻測量值總是偏大的原因是________。(填選項前的字母)
A.電壓表內阻的影響
B.滑動變阻器的最大阻值偏小
C.R1的實際阻值比計算值偏小
D.R0的實際阻值比標稱值偏大
【回答】
(1)1.0 (4)參見下圖(其他正確連接同樣給分)
(3)1.66 充分利用已測得的數據
(4)CD
[解析] (1)由歐姆定律得Igrg=(I-Ig)R1
R1==Ω=1.0Ω
(2)連線如圖所示
(3)根據實驗原理r′=||,由“逐差法”類比得=r′1,=r2′,=r3′,=r4′
代入數據得r1′=5.38Ω,r2′=5.63Ω,r3′=5.63Ω,r4′=6.00Ω
r′的平均值為r′==5.66Ω,
所以電源的內阻r=r′-R0=1.66Ω
利用逐差法可以充分利用已測得的數據。
(4)根據實驗內阻測量值偏大,而電動勢測量值幾乎與真實值相同,作出真實U-I圖線a及測量U-I圖線b,內電阻測量值偏大説明在電壓測量相同的情況下,電流值偏小。滑動變阻器的阻值只要能控制電路對測量結果沒有影響,B錯誤。若R1的實際阻值的計算值偏小,則改裝成電流表內阻偏大,使電路中的電流偏小,如圖象所示,可導致內阻測量值偏大,C正確。因為R0的實際值大,則測得的R0與內阻之和r′偏大,再減去比R0小得標稱電阻值,將使測量的內阻更大,D正確。
由於電壓表的分流作用,使測得值r′是電源內阻與R0串聯再與電壓表內阻的並聯值,則測得值偏小而不是偏大。A錯誤,解決實驗問題需對實驗的原理,方法,*作,實驗數據處理,誤差分析等都熟練掌握,結合電學規律,圖象等進行分析。
知識點:串聯電路和並聯電路
題型:實驗,探究題