Question

【題目】利用圖甲電路測量某電池的內阻，其中AB為一段粗細均勻的鉛筆芯，筆芯上套有一金屬滑環(huán)P（寬度和電阻不計，與筆芯良好接觸并可自由移動）。實驗器材還有：標準電池（電動勢為E0，內阻不計），電阻箱（最大阻值為99.99Ω），靈敏電流計G（量程為600μA），待測電池（電動勢Ex小于E，內阻rx未知），開關3個，刻度尺等。

主要實驗步驟如下：

a.測量出鉛筆芯A、B兩端點間的距離L0；

b.將電阻箱調至某一阻值R，閉合開關S1、S2、S3，移動滑環(huán)P使電流計G示數(shù)為零，測量出此時的AP長度L；

c.改變電阻箱的阻值R，重復步驟b，記錄下多組R及對應的L值。回答以下問題：

(1)步驟b中，移動滑環(huán)P使G的示數(shù)為零。此時電阻箱兩端電壓UR=_______（用L、L0、E0表示）。

(2)利用記錄的多組R、L數(shù)據(jù)，作出圖像如圖乙，則隨變化的關系式為=___（用E0，Ex，rx，L0，R表示）；根據(jù)圖像可得待測電池的內阻rx=____Ω（保留兩位有效數(shù)字）。

(3)在步驟b的操作過程中，若無論怎樣移動滑環(huán)P，也無法使G的示數(shù)為零，經檢查發(fā)現(xiàn)，有一個開關未閉合，你認為未閉合的開關是____（填S1、S2、S3）。

(4)本實驗中若標準電池的內阻不可忽略，則待測電池內阻的測量結果將_______（填“偏大”、“不變”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】 1.5（或1.4或1.6） 不變

【解析】

(1)[1]由于電流計電流為零，則待測電源的電流不會影響標準電源中的電流，由歐姆定律可知

(2)[2]結合閉合電路歐姆定律可知

則有

變形可得

[3]結合圖像可知縱截距為

斜率為

解得

(3)[4]電流計示數(shù)不能為零，則說明無法將UR與待測電源的路端電壓相等，如果S2斷開，則電動勢接在L兩端，有可能為零，而如果S3沒有閉合則電流計一定為零；只有S1沒有閉合時，此時待測電源與R、G和L形成回路，電流無法為零。

(4)[5]如果標準電源內阻不能忽略，只需改變L0的數(shù)值即可，而根據(jù)(2)中數(shù)據(jù)處理可知，結果與L0無關，故對實驗沒有影響。