某同学用如图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r,R为电阻箱.干电池的工作电流不宜超过0.5A,实验室提供的器材如下:电压表(量程0〜3V,内阻约3kΩ);电阻箱(阻值范围0〜999.9Ω);开关、导线若干.
(1)请根据图甲的电路图在图乙中画出连线,将器材连接成实验电路__________.
(2)实验时,改变电阻箱R的值,记录电压表的示数U,得到若干组R、U的数据.根据实验数据绘出如图丙所示的图线,由图像得出电池组的电动势E=____V,内阻r=____Ω.(保留三位有效数字)
(3)关于这个实验中存在的误差以及减小误差的各种方法,下列说法正确的是 (______)
A.电压表的分流作用引起的误差属于偶然误差
B.该同学读电压表读数引起的误差属于系统误差
C.本实验用图像法处理数据可以减小偶然误差
D.如果将电压表的内阻计算在内就可以减小系统误差
如图所示:
2.86(2.85~2.87均可) 6.07(6.06~6.08均可) CD
【解析】
(1)如图所示:
(2)根据闭合电路欧姆定律:则
,所以图象的纵截距:
,解得:
,斜率为:
,解得:
(3)A:电压表分流作用引起的是系统误差,故A项错误.
B:读数引起的是偶然误差,故B项错误.
C:图像法可以减小偶然误差,故C项正确.
D:电压表的电阻计算在内可以减小系统误差,故D项正确.
点睛:图象法处理数据时,要根据物理规律写出横纵坐标之间的关系式.结合图象的截距、斜率等求解.
电动势:
是反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量。例如一节干电池的电动势E=15V,物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过1C的电荷,干电池就把15J的化学能转化为电能。
电动势与电势差的比较:
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实验方案对实验测量的精度有直接的影响,某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进行了探究。实验室提供的器材有:
干电池一节(电动势约1.5 V,内阻小于1 Ω);
电压表V (量程3 V,内阻约3 kΩ);
电流表A (量程0.6 A,内阻约1 Ω);
滑动变阻器R (最大阻值为20 Ω);
定值电阻R1 (阻值2 Ω);
定值电阻R2 (阻值5 Ω);
开关一个,导线若干。
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验,通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏,记录此过程中电压表和电流表的示数,利用实验数据在U-I坐标纸上描点,如图乙所示,结果发现电压表示数的变化范围比较小,出现该现象的主要原因是_____。(单选,填正确答案标号)
A.电压表分流
B.干电池内阻较小
C.滑动变阻器最大阻值较小
D.电流 表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题,该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案,重新测量得到的数据如下表所示。
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
I/A | 0.08 | 0.14 | 0.20 | 0.26 | 0.32 | 0.36 | 0.40 |
U/V | 1.35 | 1.20 | 1.05 | 0.88 | 0.73 | 0.71 | 0.52 |
请根据实验数据,回答以下问题:
①答题卡的坐标纸上已标出后3组数据对应的坐标点,请在答题卡的坐标纸上标出前4组数据对应的坐标点并画出U-I图像________。
②根据实验数据可知,所选的定值电阻为_____ (填“R1”或“R2”)。
③用笔画线代替导线,请在答题卡上按照改进后的方案,将实物图连接成完整电路____________。