Question

19．某同學(xué)利用理想電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，使用的器材還包括定值電阻（R₀=5Ω）一個，開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干，實驗原理圖如圖（a）
①在圖（b）的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接．
②請完成下列主要實驗步驟；
A、檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零；調(diào)節(jié)電阻箱，示數(shù)如圖（c）所示，讀得電阻值是20；
B、將開關(guān)S₁閉合，開關(guān)S₂斷開，電壓表的示數(shù)是1.49V；
C、再將開關(guān)S₂閉合，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān)S₁．
③使用測得的數(shù)據(jù)，計算出干電池的內(nèi)阻是0.69（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）．
④如果所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏小（填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)電阻箱的讀數(shù)方法可得出電阻箱接入的電阻值；
②開關(guān)s₁閉合，開關(guān)s₂斷開時，電壓表直接并聯(lián)在電源兩端，其示數(shù)即可電源的電動勢；再將開關(guān)s₂閉合時電壓表的示數(shù)，利用閉合電路歐姆定律可得出電源的電動勢；
③根據(jù)閉合電路的歐姆定律可分析電壓表內(nèi)阻不是無窮大時的示數(shù)與真實值的大小關(guān)系．

解答 解：①先將串聯(lián)部分用導(dǎo)線連接，再將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器及開關(guān)S₂的兩端；
電阻箱只有×10檔位有示數(shù)為2，故電阻箱的接入電阻應(yīng)為2×10=20Ω；
②A、由題意可知，電源的電動勢為1.49V，當(dāng)接入電阻箱時，路端電壓為1.16V；由電路歐姆定律可知電路中電流為：I=$\frac{1.16}{20}$=0.058A；
則內(nèi)電阻與R₀之和為r+R₀=$\frac{1.49-1.16}{0.058}$=5.69Ω；故內(nèi)電阻r=5.69-5=0.69Ω；
③、將開關(guān)S₂ 閉合，電壓表的示數(shù)是1.16V；斷開開關(guān)S₁．
④、因電壓表內(nèi)阻不能忽略，故電路中電流存在，電壓表示數(shù)為電源的輸出電壓，要比電動勢要�。�
故答案為：①如圖；（2）20Ω；（3）0.69Ω；（4）小．

點評 本題在求內(nèi)阻時要注意電壓表測得的并非路端電壓而是路端電壓減去R0兩端的電壓，故在求內(nèi)阻時應(yīng)減去R₀．