小寧同學嘗試用新鮮的馬鈴薯來當“電池”,并想測定該“電池”的電動勢。
實驗室提供:靈敏電流計G(內阻未知,量程為300μA) ,電阻箱(0—9999.9Ω),鋅板、鉛板各一塊,開關一只,導線若干。按照圖1連好電路來測量該“馬鈴薯電池”的電動勢,調節電阻箱,得到了多組數據,可求出該電池的電動勢E測。利用該電路求得的電池的電動勢E測與真實值E真之間的關系為E測 E真(填“大于”、“小于”或 “等于”)![]()
(2)小華認為利用第(1)題的電路也可以求得電池的內電阻,但是由于G表內阻未知,不是很精確,為了精確測量出電池的內電阻應先測出G表內阻Rg。他按照圖2連好電路(其中電位器相當于阻值極大的滑動變阻器,G1、G2為與G完全相同的電表),請在下面的方框圖中畫出圖2中的電路原理圖。實驗中的具體操作如下:![]()
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①S1閉合前,調節電位器阻值達到最大,閉合S1、S2,斷開S3;
②調節電位器使G1、G2示數均為I=200μA;
③保持電位器阻值不變,閉合S1、S3,斷開S2;
④調節電阻箱阻值,使G1示數
μA;
⑤讀出電阻箱的數值R。
通過上面的實驗過程可以求得電流表G1的內阻為 ,本實驗采是的是 的物理思想。
(3)小明想利用圖像法處理(1)中的實驗數據,更為精確地測量該“馬鈴薯電池”電動勢和內阻,請在下列方框里設計實驗數據記錄表格。![]()
(1)小于 (2分);(2)電路圖見解析;R (1分) 等效替代 (1分)(3)見解析
解析試題分析:(1)在閉合電路中,由閉合電路歐姆定律知,電源電動勢
,而實驗中因沒有考慮電流表分壓作用,故測得值小于其真實值;(2)實驗電路圖如下: ![]()
由實驗步驟可知,變阻器的阻值不變,電流表示數保持不變,電路總電阻不變,電流表內阻等于電阻箱阻值,利用了等效替代法,電流表的G1的內阻為R;(3)應用安阻法測電源電動勢與內阻,實驗時需要測出電阻箱示數與電流表示數,應用圖像法處理實驗數據,應作出
圖象或
圖像,然后根據圖象求出電源電動勢與內阻,可設計下面兩種方案均可: