Question

【题目】利用图甲电路测量某电池的内阻，其中AB为一段粗细均匀的铅笔芯，笔芯上套有一金属滑环P（宽度和电阻不计，与笔芯良好接触并可自由移动）。实验器材还有：标准电池（电动势为E0，内阻不计），电阻箱（最大阻值为99.99Ω），灵敏电流计G（量程为600μA），待测电池（电动势Ex小于E，内阻rx未知），开关3个，刻度尺等。

主要实验步骤如下：

a.测量出铅笔芯A、B两端点间的距离L0；

b.将电阻箱调至某一阻值R，闭合开关S1、S2、S3，移动滑环P使电流计G示数为零，测量出此时的AP长度L；

c.改变电阻箱的阻值R，重复步骤b，记录下多组R及对应的L值。回答以下问题：

(1)步骤b中，移动滑环P使G的示数为零。此时电阻箱两端电压UR=_______（用L、L0、E0表示）。

(2)利用记录的多组R、L数据，作出图像如图乙，则随变化的关系式为=___（用E0，Ex，rx，L0，R表示）；根据图像可得待测电池的内阻rx=____Ω（保留两位有效数字）。

(3)在步骤b的操作过程中，若无论怎样移动滑环P，也无法使G的示数为零，经检查发现，有一个开关未闭合，你认为未闭合的开关是____（填S1、S2、S3）。

(4)本实验中若标准电池的内阻不可忽略，则待测电池内阻的测量结果将_______（填“偏大”、“不变”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】 1.5（或1.4或1.6） 不变

【解析】

(1)[1]由于电流计电流为零，则待测电源的电流不会影响标准电源中的电流，由欧姆定律可知

(2)[2]结合闭合电路欧姆定律可知

则有

变形可得

[3]结合图像可知纵截距为

斜率为

解得

(3)[4]电流计示数不能为零，则说明无法将UR与待测电源的路端电压相等，如果S2断开，则电动势接在L两端，有可能为零，而如果S3没有闭合则电流计一定为零；只有S1没有闭合时，此时待测电源与R、G和L形成回路，电流无法为零。

(4)[5]如果标准电源内阻不能忽略，只需改变L0的数值即可，而根据(2)中数据处理可知，结果与L0无关，故对实验没有影响。