Question

【題目】用圖1所示的甲、乙兩種方法測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻（約為1Ω）。其中R為電阻箱，電流表的內(nèi)電阻約為0.1Ω，電壓表的內(nèi)電阻約為3kΩ。

（1）利用圖1中甲圖實(shí)驗(yàn)電路測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所測(cè)量的實(shí)際是圖2中虛線框所示“等效電源”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。若電流表內(nèi)電阻用表示，請(qǐng)你用E、r和RA表示出、，并簡要說明理由_______。

（2）某同學(xué)利用圖像分析甲、乙兩種方法中由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。在圖3中，實(shí)線是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（圖甲：U=IR，圖乙：）描點(diǎn)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（沒有電表內(nèi)電阻影響的理想情況）。

在圖3中，對(duì)應(yīng)圖甲電路分析的U-I圖像是：__________；對(duì)應(yīng)圖乙電路分析的U-I圖像是：________。

（3）綜合上述分析，為了減小由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇圖1中的______（填“甲”或“乙”）。

Answer 1

【答案】，，理由見解析 C A 乙

【解析】

(1)[1]將電源和電流表視為等效電源，電源電動(dòng)勢(shì)是電源本身具有的屬性，電流表不具有產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的本領(lǐng)，所以等效電源的電動(dòng)勢(shì)仍然為

而電流表的內(nèi)阻和電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)阻作為等效電源的內(nèi)阻，即

(2)[2]對(duì)甲圖，考慮電表內(nèi)阻時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律得

變形得

直接通過實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，可得

圖像與縱軸截距均為電源電動(dòng)勢(shì)，虛線對(duì)應(yīng)的斜率大小為，實(shí)線對(duì)應(yīng)的斜率大小為，所以對(duì)應(yīng)圖甲電路分析的圖像是C；

[3]對(duì)乙圖，考慮電表內(nèi)阻時(shí)（即虛線對(duì)應(yīng)的真實(shí)情況），根據(jù)閉合電路歐姆定律得

變形得

直接通過實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，可得

虛線對(duì)應(yīng)的斜率大小為，實(shí)線對(duì)應(yīng)的斜率大小為，虛線對(duì)應(yīng)的縱軸截距為，實(shí)線對(duì)應(yīng)的縱軸截距為；兩圖線在時(shí)，對(duì)應(yīng)的短路電流均為，所以對(duì)應(yīng)圖乙電路分析的圖像是A。

(3)[4]圖甲雖然測(cè)量的電源電動(dòng)勢(shì)準(zhǔn)確，但電流表分壓較為明顯，所以內(nèi)阻測(cè)量的誤差很大；圖乙雖然電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量均偏小，但是電壓表內(nèi)阻很大，分流不明顯，所以電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量誤差較小，所以選擇圖乙可以減小由電表內(nèi)電阻引起的實(shí)驗(yàn)誤差。