用圖1所示的*、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內電阻(約為1Ω)。其中R為電阻箱,電流表的內電阻約為0.1Ω,...
問題詳情:
用圖1所示的*、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內電阻(約為1Ω)。其中R為電阻箱,電流表的內電阻約為0.1Ω,電壓表的內電阻約為3kΩ。
(1)利用圖1中*圖實驗電路測電源的電動勢E和內電阻r,所測量的實際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動勢和內電阻。若電流表內電阻用表示,請你用E、r和RA表示出、,並簡要説明理由_______。
(2)某同學利用圖像分析*、乙兩種方法中由電錶內電阻引起的實驗誤差。在圖3中,實線是根據實驗數據(圖*:U=IR,圖乙:)描點作圖得到的U-I圖像;虛線是該電源的路端電壓U隨電流I變化的U-I圖像(沒有電錶內電阻影響的理想情況)。
在圖3中,對應圖*電路分析的U-I圖像是:__________;對應圖乙電路分析的U-I圖像是:________。
(3)綜合上述分析,為了減小由電錶內電阻引起的實驗誤差,本實驗應選擇圖1中的______(填“*”或“乙”)。
【回答】
,,理由見解析 C A 乙
【解析】
(1)將電源和電流表視為等效電源,電源電動勢是電源本身具有的屬*,電流表不具有產生電動勢的本領,所以等效電源的電動勢仍然為
而電流表的內阻和電動勢的內阻作為等效電源的內阻,即
(2)對*圖,考慮電錶內阻時,根據閉合電路歐姆定律得
變形得
直接通過實驗獲得數據,可得
圖像與縱軸截距均為電源電動勢,虛線對應的斜率大小為,實線對應的斜率大小為,所以對應圖*電路分析的圖像是C;
對乙圖,考慮電錶內阻時(即虛線對應的真實情況),根據閉合電路歐姆定律得
變形得
直接通過實驗獲得數據,可得
虛線對應的斜率大小為,實線對應的斜率大小為,虛線對應的縱軸截距為,實線對應的縱軸截距為;兩圖線在時,對應的短路電流均為,所以對應圖乙電路分析的圖像是A。
(3)圖*雖然測量的電源電動勢準確,但電流表分壓較為明顯,所以內阻測量的誤差很大;圖乙雖然電動勢和內阻測量均偏小,但是電壓表內阻很大,分流不明顯,所以電動勢和內阻的測量誤差較小,所以選擇圖乙可以減小由電錶內電阻引起的實驗誤差。
知識點:實驗:電池電動勢和內阻的測量
題型:實驗,探究題