Question

物理学习小组在测定某电源的电动势E和内阻r时，找来一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝ab替代滑动变阻器，设计了如图甲所示的实验，其中R0是阻值为2Ω的保护电阻，滑动片P与电阻丝始终接触良好。实验时闭合开关，调节P的位置，测得aP的长度x和对应的电压U、电流I数据，并分别绘制了如图乙所示的U－I图象和如图丙所示的－x图象。                       

（1）由图乙可得电源的电动势E＝________V；内阻r＝________Ω。

（2）根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S＝0.12×10－6m2，利用图丙可求得电阻丝的电阻率ρ为________Ω·m，图丙中图象截距的物理意义是                    。（以上结果均保留两位有效数字）

（3）此实验用了图象法处理数据优点是直观，但是不能减少或者消除                

（填“偶然误差”或“系统误差”）。

　　　　　图乙　　　　　　　　　　图丙

Answer 1

【知识点】测定电源的电动势和内阻实验。J7

【答案解析】答案：（1)3.0(2.99～3.02均可)　    1.0(0.80～1.0均可)　

  (2)1.2×10－6                       电流表内阻为2.0Ω   （每空2分）

 （3）系统误差       （1分）

解析：（1）图线与纵坐标的交点就是电源的电动势，从图上可得：E=3.00V．在图象中找出两个清晰的点，

读出对应的数据，然后根据公式：r==1.0Ω；

（2）电阻丝电阻R==ρ+RA，则=x+RA，﹣x图象的斜率k===10，

电阻率ρ=kS=10×3.14×≈1.3×10﹣6Ω•m；

由=x+RA可知，函数﹣x图线纵截距为2.0Ω，它表示电流表的内阻为2Ω；

 （3）图象法可以减小因为读数带来的偶然误差，不能减小系统误差；

故答案为：（1）3.00（2.99～3.02均可）　    1.0（0.80～1.0均可）

（2）1.2×10﹣6电流表内阻为2.0Ω   （3）系统误差

【思路点拨】本题要从如下三个方面加以考虑：（1）应用描点法作图，根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后根据各点作出图象；图线与纵坐标的交点就是电源的电动势，根据公式r=可以求出内阻；（2）根据欧姆定律与电阻定律求出﹣x的函数表达式，然后根据图象求出电阻率．（3）根据图象法的意义可明确能否消除的误差；本题应用了图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法。