某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池(电动势约为4.5V,内阻约为1.5Ω),现要测量这个电池的电动势和内阻,他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器(最大阻值为12

◎ 题目

某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池(电动势约为4.5V,内阻约为1.5Ω),现要测量这个电池的电动势和内阻,他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器 (最大阻值为12Ω,),一只电压表(量程为3V,内阻约为15kΩ),一只电流表(量程为 0.6A,内阻约为2Ω),一个定值电阻=5 Ω和若干导线。

(1)该同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路,开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到_________(填最大、最小)。
(2)断开开关S,调节滑动变阻器的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电流表的示数.改变滑动变阻器滑片的位置,多次重复上述操作,可得到多组电压值及电流值,并以为纵坐标,以为横坐标,画出的关系图线(该图线为一直线),如图乙所示.由图线可求得电池组的电动势=____V,内阻=______Ω.(保留两位有效数字)
(3)利用该实验电路测出的电动势和内阻与真实值相比,理论上__________ (填“>”“<”或“=”).引起该实验系统误差的主要原因是___________.

◎ 答案

(1)最大;(2) =4.3或4.4V,=5.7或5.8Ω.(保留两位有效数字)
(3)E<E,r<r(填“>”“<”或“=”),
系统误差的主要原因是电压表的分流

◎ 解析


试题分析:(1) 开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大,以保证闭合开关后电表不会因为示数太大而被烧坏(2)图像中图线与纵坐标的交点为电源电动势,所以电动势为4.3V,图线的斜率表示电源内阻5.7Ω(3)干路电流为两支路电流之和,所以电流表的示数要比真实的干路电流偏小,所以短路电流比真实值偏小,斜率偏小,所以,r<r,由于有电压表的分流作用,短路电流比真实的电流要小,真实的图线与纵坐标的交点偏大,所以E<E
点评:本题难度较大,由闭合电路欧姆定律可知图像与纵坐标、横坐标交点、斜率的意义,最难的一点是误差的分析,这要求学生对并联分流原理要有清楚的认识

◎ 知识点

    专家分析,试题“某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池(电动势约为4.5V,内阻约为1.5Ω),现要测量这个电池的电动势和内阻,他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器(最大阻值为12…”主要考查了你对  【实验:练习使用示波器】,【实验:测绘小灯泡的伏安特性曲线】,【实验:伏安法测电阻】,【实验:探究影响导体电阻的因素】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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