Question

19．如圖甲所示為一黑箱裝置，黑箱內(nèi)有電源、電阻等元件，a、b為黑箱的兩個(gè)輸出端．

（1）為了探測(cè)黑箱，某同學(xué)進(jìn)行了以下幾步測(cè)量：
A．用多用電表的歐姆擋測(cè)量a、b間的電阻；
B．用多用電表的電壓擋測(cè)量a、b間的輸出電壓：
C．用多用電表的電流擋測(cè)量a、b間的輸出電流．
你認(rèn)為以上測(cè)量中不妥的有：AC（填序號(hào)）．
（2）含有電源的黑箱相當(dāng)于一個(gè)“等效電源”，a、b是等效電源的兩極．為了測(cè)定這個(gè)等效電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，調(diào)節(jié)變阻器的阻值，記錄下電壓表和電流表的示數(shù)，并在方格紙上建立了U-I坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了坐標(biāo)點(diǎn)，如圖丙所示．請(qǐng)你做進(jìn)一步處理，并由圖求出等效電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.45V，內(nèi)阻r=0.78Ω．
（3）由于電壓表和電流表的內(nèi)阻會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，則采用此測(cè)量電路所測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻與其實(shí)際值相比的大小關(guān)系是：電動(dòng)勢(shì)與電阻的測(cè)量小于真實(shí)值．

Answer 1

分析 （1）多用電表不能用電阻擋直接測(cè)含源電路的電阻，用多用電表的電流檔測(cè)量a、b間可能會(huì)造成短路．
（2）采用描點(diǎn)法作圖，由圖可知，圖象由縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電動(dòng)勢(shì)；由圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)利用閉合電路歐姆定律可求得內(nèi)電阻．
（3）電壓表測(cè)量為電源的輸出電壓，電壓表示數(shù)沒(méi)有誤差，但電流表測(cè)量的卻是外電路中一部分電路中的電流，故可知誤差來(lái)自于電壓表的分流．

解答 解：（1）多用電表不能用電阻擋直接測(cè)含源電路的電阻，用多用電表的電流檔測(cè)量a、b間可能會(huì)造成短路．
用多用電表的電壓檔測(cè)量a、b間的輸出電壓是可以的，不妥的是AC，可以的是B，故選AC；
（2）根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：
電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，由圖示圖象可知，電源的電動(dòng)勢(shì)：E=1.45V，
圖象斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，電源內(nèi)阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.45-1.0}{0.58}$≈0.78Ω．
（3）該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流，導(dǎo)致電流表測(cè)量的電流小于通過(guò)電源的真實(shí)電流；
利用等效電源分析，即可將電壓表等效為電源內(nèi)阻，測(cè)實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為等效電阻輸出的電壓，
由圖可知，輸出電壓小于電源的電動(dòng)勢(shì)；故可知電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值；實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的內(nèi)阻應(yīng)為實(shí)際電源內(nèi)阻和電壓表內(nèi)阻并聯(lián)的等效電阻，
所以測(cè)得的內(nèi)阻與實(shí)際值相比偏�。�
故答案為：（1）AC；（2）1.45；0.78；（3）電動(dòng)勢(shì)與電阻的測(cè)量小于真實(shí)值．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)的處理，要求能正確分析誤差的來(lái)源，并能用圖象法求出電勢(shì)和內(nèi)電阻．