●誤差分析1.偶然誤差(1)由于電表讀數(shù)不準(zhǔn)引起誤差.(2)用圖象法求E和r時(shí),由于作圖不準(zhǔn)確造成的誤差.(3)測(cè)量過(guò)程中通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或電流過(guò)大形成誤差.2.系統(tǒng)誤差(1)若采用(甲)圖,其U-I圖象如(乙)圖所示.由于電壓表的分流作用造成誤差.
類型一 常規(guī)實(shí)驗(yàn)[例1] 用如圖所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.實(shí)驗(yàn)器材:待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3 V,內(nèi)阻約2 Ω),保護(hù)電阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑動(dòng)變阻器R,電流表A,電壓表V,開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干.
回答下列問(wèn)題:(1)電壓表最好選用　　　;電流表最好選用　　　.?A.電壓表(0～3 V,內(nèi)阻約15 kΩ)B.電壓表(0～3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)C.電流表(0～200 mA,內(nèi)阻約2 Ω)D.電流表(0～30 mA,內(nèi)阻約2 Ω)
(2)滑動(dòng)變阻器的滑片從左向右滑動(dòng),發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,兩導(dǎo)線與滑動(dòng)變阻器接線柱連接情況是　　　.?A.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端的接線柱B.兩導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端的接線柱C.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱D.一條導(dǎo)線接在滑動(dòng)變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱(3)選用k,a,R1,R2表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,其表達(dá)式分別為E=　　　,r=　　　.?
答案:(1)A　C　(2)C　(3)ka　k-R2
[例2] 在一次課外活動(dòng)中,某物理興趣小組為了測(cè)量由干電池組成的電源的電動(dòng)勢(shì)(約為3 V)和內(nèi)電阻,在實(shí)驗(yàn)室尋找到了下列器材:電壓表V(量程0～15 V,內(nèi)阻約為15 kΩ);電流表A1(量程0～0.6 A,內(nèi)阻約為1.0 Ω);電流表A2(量程0～1 mA,內(nèi)阻為40 Ω);電阻箱R1(阻值范圍為0～9 999 Ω);滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍為0～20 Ω,額定電流2 A);導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)若干.
答案:(1)A2　串聯(lián)　2 960　(2)見(jiàn)解析 (3)2.85　2.50
(2)根據(jù)圖(甲),用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖(乙)連接成完整電路.
該小組借鑒“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中計(jì)算加速度的方法(逐差法),計(jì)算出電池組的內(nèi)阻r=　　　　 Ω(保留兩位小數(shù));為減小偶然誤差,逐差法在數(shù)據(jù)處理方面體現(xiàn)出的主要優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　　　　　.?
(4)該小組在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,為探究圖(甲)電路中各元器件的實(shí)際阻值對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,用一已知電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的標(biāo)準(zhǔn)電池組,通過(guò)上述方法多次測(cè)量后發(fā)現(xiàn):電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與已知值幾乎相同,但內(nèi)阻的測(cè)量值總是偏大.若測(cè)量過(guò)程無(wú)誤,則內(nèi)阻測(cè)量值總是偏大的原因是　　　　.(填選項(xiàng)前的字母)?A.電壓表內(nèi)阻的影響B(tài).滑動(dòng)變阻器的最大阻值偏小C.R1的實(shí)際阻值比計(jì)算值偏小D.R0的實(shí)際阻值比標(biāo)稱值偏大
2.在測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室提供了合適的實(shí)驗(yàn)器材.
答案:(1)①見(jiàn)解析?、?.8　0.60 (2)3.0　0.50
類型二 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)[例3] 一同學(xué)測(cè)量某干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.(1)如圖(甲)所示是該同學(xué)正準(zhǔn)備接入最后一根導(dǎo)線(圖中虛線所示)時(shí)的實(shí)驗(yàn)電路.請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)不妥之處.①　　　　;②　　　　.?
(3)為了得到更準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果,在測(cè)出上述數(shù)據(jù)后,該同學(xué)將一只量程為100 mV的電壓表并聯(lián)在電流表的兩端.調(diào)節(jié)電阻箱,當(dāng)電流表的示數(shù)為0.33 A時(shí),電壓表的指針位置如圖(丙)所示,則該干電池的電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為　　V;內(nèi)阻應(yīng)為　Ω.?
解析:(1)在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,連接電路時(shí)應(yīng)將開(kāi)關(guān)斷開(kāi),電阻箱的阻值調(diào)為最大,確保實(shí)驗(yàn)儀器、儀表的安全.
答案:(1)①開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)?、陔娮柘渥柚禐榱? (2)圖象見(jiàn)解析1.34(1.30～1.44都算對(duì))　1.2(1.0～1.4都算對(duì))(3)1.34[結(jié)果與(2)問(wèn)中電動(dòng)勢(shì)一致]1.0[結(jié)果比(2)問(wèn)中內(nèi)阻小0.2]
[例4] 某同學(xué)準(zhǔn)備利用下列器材測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻.A.待測(cè)干電池兩節(jié),每節(jié)電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5 V,內(nèi)阻約幾歐姆B.直流電壓表V1,V2,量程均為3 V,內(nèi)阻均為3 kΩC.定值電阻R0未知D.滑動(dòng)變阻器R,最大阻值RmE.導(dǎo)線和開(kāi)關(guān) (1)根據(jù)如圖(甲)所示的實(shí)物連接圖,在圖(乙)虛線框中畫(huà)出相應(yīng)的電路圖.
題組訓(xùn)練1.某中學(xué)生課外科技活動(dòng)小組利用銅片、鋅片、蘋(píng)果制作了水果電池,他們想通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)量這種電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r.現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材:多用電表一個(gè);高阻值電阻箱R一個(gè);保護(hù)電阻R0一只;導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)若干;
(1)如圖(甲),已知鋅比銅活潑,所以鋅片失電子作負(fù)極,銅片得電子作正極.為了估計(jì)此蘋(píng)果電池的電動(dòng)勢(shì),某同學(xué)直接使用多用電表直流電壓擋測(cè)量,則應(yīng)將紅表筆與　　　　　(選填“銅”或“鋅”)片連接.通過(guò)上網(wǎng)查看可知水果電池的內(nèi)阻與水果的種類、兩電極之間的距離及電極面積大小有關(guān),一般在幾百至幾千歐姆之間.為了估測(cè)此蘋(píng)果電池的內(nèi)阻,　　　　　(選填“能”或“不能”)使用多用電表的歐姆擋進(jìn)行初步測(cè)量.?
2.某小組要測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)E(約3 V)、內(nèi)電阻r(約1 Ω)和電阻Rx(約5 Ω)的阻值.已經(jīng)提供的器材有:待測(cè)電源E,待測(cè)電阻Rx,電壓表(量程1.5 V,內(nèi)阻RV=1 500 Ω),電阻箱R(0～99.99 Ω),開(kāi)關(guān)S1,單刀雙擲開(kāi)關(guān)S2,導(dǎo)線若干.(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要將電壓表的量程擴(kuò)大一倍,應(yīng)該再選用一個(gè)阻值為　　　　　Ω的定值電阻與電壓表　　　　　(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”);設(shè)計(jì)好的電路如圖(甲)所示,圖中○V　為改裝后的電壓表,以下實(shí)驗(yàn)中可看成理想電壓表.?

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