高中 | 测量电源的电动势和内阻 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选修3-1

第二章 恒定电流

2.10 实验:测定电池的电动势和内阻

测量电源的电动势和内阻

实验小组的同学利用如图$1$所示的实验电路来测量待测电阻。其中电源$E$为干电池组,电流表量程为$0\sim0.6\;\rm A$,滑动变阻器规格为$0\sim20\;\rm \Omega $

 

如图$1$,将电阻箱接入接线柱$a$$b$之间,闭合开关。适当调节滑动变阻器后保持其接入电路的阻值不变。改变电阻箱的阻值$R$,得到阻值$R$和对应的电流表示数$I$,以及计算的$\dfrac{1}{I}$数据见下表,请你根据该表中数据在答题卡的方格纸上作出$\dfrac{1}{I}-R$关系图像。

$R/\Omega $$45.0$$35.0$$25.0$$15.0$$5.0$
$I/\rm A$$0.11$$0.14$$0.18$$0.28$$0.56$
$\dfrac{1}{I}/\rm {{A}^{-1}}$$9.1$$7.1$$5.6$$3.6$$1.8$
[["

 

"]]

根据表格数据描点作图,如图所示,

 

将一只待测电阻替换电阻箱接入接线柱$a$$b$之间,闭合开关,电流表示数(见图$2)$                 $\;\rm A$,可得该待测电阻大小为                 $\;\rm \Omega $

[["$0.25(0.24、0.26)$","$17.5$"]]

由图$2$可知电流表分度值为$0.02\;\rm A$,电流表示数为$0.25$,则$\dfrac{1}{I}=\dfrac{1}{0.25}\rm {{A}^{-1}}=4{{A}^{-1}}$,根据($1$)中图像可得待测电阻大小为$17.5\;\rm \Omega $

同学们在实验中发现在测量某些待测电阻时,电流超过了电流表的量程,于是将实验方案进行如下调整并解决了这个问题。请将步骤②中的操作补充完整;

①在将电阻箱接入电路之前,将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大;

②将接线柱$a$$b$短接,闭合开关,                 

③保持滑动变阻器接入电路的阻值不变,将电阻箱接入接线柱$a$$b$之间;

④改变电阻箱的阻值$R$,得到阻值$R$和对应的电流表示数$I$,重新填写数据表格,作出新的$\dfrac{1}{I}-R$,关系图像,用来测量待测电阻。

[["调节滑动变阻器使电流表满偏"]]

将接线柱$a$$b$短接,闭合开关,调节滑动变阻器使电流表满偏,因为这样在接入电阻后电路总电阻变大电流减小不会超量程。

有部分同学提出($3$)中调整后的实验方案虽然扩大了电阻的测量范围,但测量某些阻值电阻时误差较大。以下是同学们的一些观点,其中合理的是:$(\quad\ \ \ \ )$(填写选项前的字母)

["

当电流表读数接近满偏时,电流表示数越大,电流表读数的相对误差越大

","

当电流表读数接近满偏时,电流表示数越大,电阻测量值的相对误差越大

","

当电流表读数接近零时,电流表示数越小,电流表读数的相对误差越大

","

当电流表读数接近零时,电流表示数越小,电阻测量值的相对误差越大

"]
[["BCD"]]

$\rm A$、.当电流表读数接近满偏时,测量值越接近满偏值(表针偏转角度越大)误差越小,故$\rm A$错误;

$\rm B$、当电流表读数接近满偏时,电流表示数越大,电阻越小,电阻测量值的相对误差越大,故$\rm B$正确;

$\rm C$、电流表不得小偏角使用,偏角越小,相对误差越大,故$\rm C$正确;

$\rm D$、当电流表读数接近零时,电流表示数越小,电阻越大,此时电流表的示数不变非常不明显,电阻测量值的相对误差越大,故$\rm D$正确。

故选:$\rm BCD$

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