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4.为了测量由两节干电池组成的电池组的电动势和内电阻,某同学设计了如图甲所示的实验电路,其中R为电阻箱,R0=5Ω为保护电阻.

①按照图甲所示的电路图,某同学已经在图乙所示实物中完成部分导线的连接,请你完成余下导线的连接.
②断开开关S,调整电阻箱的阻值,再闭合开关S,读取并记录电压表的示数及电阻箱接入电路中的阻值,多次重复上述操作,可得到多组电压值U及电阻值R,并以Uab=I•$\frac{3}{4}$R为纵坐标,以E=IR为横坐标,画出Uab=$\frac{3}{4}$BLv0的关系图线(该图线为一直线),如图丙所示,由图线可求得电池组的电动势E=2.9V,内阻r=1.1Ω,(保留两位有效数字).
③引起该实验系统误差的主要原因是:电压表的分流作用,造成流过电阻箱的电流比流过电池组的电流小.

分析 (1)根据实验电路图连接实物电路图;
(2)根据闭合电路欧姆定律求出函数表达式,然后根据图象求出电源电动势与内阻;
(3)根据实验电路分析实验误差.

解答 解:①根据图甲所示电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示:

②由图甲所示电路可知,在闭合电路中,电源电动势E=U+I(r+R0)=U+$\frac{U}{R}$(r+R0),
则$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r+{R}_{0}}{E}$$\frac{1}{R}$,由图丙所示图象可知,b=$\frac{1}{E}$=0.35,图象斜率k=$\frac{r+{R}_{0}}{E}$=$\frac{△\frac{1}{U}}{△\frac{1}{R}}$=$\frac{1.42-0.35}{0.50}$=2.14,
电源电动势E=$\frac{1}{b}$=$\frac{1}{0.35}$≈2.9V,电源内阻r=kE-R0=2.14×2.9-5≈1.2Ω;
③由图甲所示电路图可知,电压表月电阻箱并联,由于电压表的分流作用,流过保护电阻与电源的电流大于流过电阻箱的电流,这是造成实验误差的原因.
故答案为:①实物电路图如图所示;②2.9;1.2;③电压表的分流作用,造成流过电阻箱的电流比流过电池组的电流小.

点评 连接实物图是考试的热点,要加强训练,连接电路时,导线不交叉,并接在接线柱上.第2问考查运用数学知识处理问题的能力,采用的是转换法,将非线性关系转换成线性,直观简单.

练习册系列答案
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