Question

【題目】用圖1所示的甲、乙兩種方法測量某電源的電動勢和內(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中甲圖實驗電路測電源的電動勢E和內(nèi)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(nèi)電阻。若電流表內(nèi)電阻用表示，請你用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)電阻引起的實驗誤差。在圖3中，實線是根據(jù)實驗數(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，對應(yīng)圖甲電路分析的U-I圖像是：__________；對應(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)電阻引起的實驗誤差，本實驗應(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，電源電動勢是電源本身具有的屬性，電流表不具有產(chǎn)生電動勢的本領(lǐng)，所以等效電源的電動勢仍然為

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

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

變形得

直接通過實驗獲得數(shù)據(jù)，可得

圖像與縱軸截距均為電源電動勢，虛線對應(yīng)的斜率大小為，實線對應(yīng)的斜率大小為，所以對應(yīng)圖甲電路分析的圖像是C；

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

變形得

直接通過實驗獲得數(shù)據(jù)，可得

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

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