Question

16．某研究性学习小组利用伏安法测定某一电池组的电动势和内阻，实验原理如图所示，其中，虚线框内为灵敏电流计，G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电池组，S为开关，R₂为滑动变阻器，R₀是标称值为5.0Ω的定值电阻．

（1）已知灵敏电流计G的满偏电流I_g=100μA，内阻r_g=2.0kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200mA，应并联一只阻值为1.0Ω（保留2位有效数字）的定值电阻R₁；
（2）某次实验测得电压表V的示数和流经滑动变阻器R₂的电流的两组数据分别为（5.26V，20mA）和（4.46 V，160mA），则由这两组数据可计算出电池组的内阻r=0.71Ω（保留2位有效数字）．
（3）该小组在前面实验的基础上，为探究图电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电池组，通过上述方法多次测量后发现：电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大．若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的可能原因是BC．（填选项前的字母）
A．滑动变阻器的最大阻值偏小
B．R₁的实际阻值比计算值偏小
C．R₀的实际阻值比标称值偏大．

Answer 1

分析 （1）明确改装原理，根据串并联电路的规律可求得应并联的电阻；
（2）根据闭合电路欧姆定律列出对应的方程，联立即可求得电池组的等效内阻，再减去保护电阻的阻值即为实际电阻；
（3）结合电路图，由闭合电路欧姆定律E=U+I（R₀+r）分析内阻测量值总量偏大的原因．

解答 解：（1）根据电流表的改装原理，有：
R₀=$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{I-{I}_{g}}$=$\frac{100×1{0}^{-6}×2000}{200×1{0}^{-3}-100×1{0}^{-6}}$=1.0Ω
（2）由闭合电路欧姆定律可知：
5.26=E-0.02r
4.46=E-0.16r
联立解得：r=5.71Ω
由于测出的值包含保护电阻，故实际内阻值为：r真=5.71-5=0.71Ω
（3）A、滑动变阻器起调节作用，其大小不会影响r的测量结果，故A错误；
B、电表改装时，R₁的实际阻值比计算值偏小，可导致通过表头的电流偏小，电流表读数偏小，故内阻测量值总量偏大；故B正确；
C、电表改装时，R₀的实际阻值比计算值偏大，可导致通过表头的电流偏小，电流表读数偏小，故内阻测量值总量偏大；故C正确；
故选：BC．
故答案为：①1.0；②5.7；③BC

点评 本题考查电源电动势和内电阻的测量；要注意明确实验原理，知道数据连接的方法，明确电表的改装方法；并能通过电路结论分析误差原因．注意保护电阻在测量时可以视为内电阻进行分析．