某研究*学习小组利用伏安法侧定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图*所示,其中、虚线框内为用灵敏电流计改装的...
问题详情:
某研究*学习小组利用伏安法侧定某一电池组的电动势和内阻,实验原理如图*所示,其中、虚线框内为用灵敏电流计改装的电流表,为标准电压表,E为待测电池组,S为开关,R为滑动变阻器,R0是标称值为4.0Ω的定值电阻。
(1)已知灵敏电流计的满偏电流Ig=100μA、内阻rg=2.0kΩ,若要改装后的电流表满偏电流为200mA,应并联一只________Ω(保留一位小数)的定值电阻R1;
(2)根据图*,用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路;
(3)某次实验的数据如下表所示:
测量次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
电压表读数U/V | 5.26 | 5.16 | 5.04 | 4.94 | 4.83 | 4.71 | 4.59 | 4.46 |
改装表读数I/mA | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 |
该小组借鉴“研究匀变速直线运动”实验中计算加速度的方法(逐差法),计算出电池组的内阻r=________Ω(保留两位小数);为减小偶然误差,逐差法在数据处理方面体现出的主要优点是____________________________________。
(4)该小组在前面实验的基础上,为探究图*电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响,用一已知电动势和内阻的标准电池组,通过上述方法多次测量后发现:电动势的测量值与已知值几乎相同,但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误,则内阻测量值总是偏大的原因是________。(填选项前的字母)
A.电压表内阻的影响
B.滑动变阻器的最大阻值偏小
C.R1的实际阻值比计算值偏小
D.R0的实际阻值比标称值偏大
【回答】
(1)1.0 (4)参见下图(其他正确连接同样给分)
(3)1.66 充分利用已测得的数据
(4)CD
[解析] (1)由欧姆定律得Igrg=(I-Ig)R1
R1==Ω=1.0Ω
(2)连线如图所示
(3)根据实验原理r′=||,由“逐差法”类比得=r′1,=r2′,=r3′,=r4′
代入数据得r1′=5.38Ω,r2′=5.63Ω,r3′=5.63Ω,r4′=6.00Ω
r′的平均值为r′==5.66Ω,
所以电源的内阻r=r′-R0=1.66Ω
利用逐差法可以充分利用已测得的数据。
(4)根据实验内阻测量值偏大,而电动势测量值几乎与真实值相同,作出真实U-I图线a及测量U-I图线b,内电阻测量值偏大说明在电压测量相同的情况下,电流值偏小。滑动变阻器的阻值只要能控制电路对测量结果没有影响,B错误。若R1的实际阻值的计算值偏小,则改装成电流表内阻偏大,使电路中的电流偏小,如图象所示,可导致内阻测量值偏大,C正确。因为R0的实际值大,则测得的R0与内阻之和r′偏大,再减去比R0小得标称电阻值,将使测量的内阻更大,D正确。
由于电压表的分流作用,使测得值r′是电源内阻与R0串联再与电压表内阻的并联值,则测得值偏小而不是偏大。A错误,解决实验问题需对实验的原理,方法,*作,实验数据处理,误差分析等都熟练掌握,结合电学规律,图象等进行分析。
知识点:串联电路和并联电路
题型:实验,探究题