某同学设计了如图所示的实验电路,既能实现对该电压表的内阻的测量,又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量.他用到的实验器材有:
待测水果电池组(电动势约4V,内阻约50Ω)、双向电压表(量程为2V,内阻约为2kΩ)、电阻箱(O~9999Ω)、滑动变阻器(O~200Ω)、一个单刀双掷开关及若干导线.
(1)该同学按右图所示电路图连线后,首先测出了电压表的内阻.请完善测量电压表内阻的实验步骤:
①将R1的滑动触片滑至最左端,将S拨向1位置,将电阻箱阻值调为0;
②调节R1的滑动触片,使电压表示数达到满偏;
③保持R1的滑动触片位置不变,调节R2,使电压表的示数达到最大值的一半;
④读出电阻箱的阻值,记为R2,则电压表的内阻R1=______.
(2)若测得电压表内阻为2kΩ,分析此测量值应______真实值.(填“大于“、“等于”、“小于”).
(3)接下来测量电源电动势和内阻,实验步骤如下:
①将开关S拨至______(填“1”或者“2”)位置,将R1的滑动触片移到最______端,不再移动;
②调节电阻箱的阻值,使电压表的示数达到一合适值,记录下电压表的示数和电阻箱的阻值;
③重复第二步,记录多组电压表的示数和对应的电阻箱的阻值:
(4)若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为R,做出
-1 U
图象,则可消除系统误差,如图所示.其中截距为b,斜率为k则电动势的表达式为:E=______,内阻的表达式为:r=______.1 R
(1)滑动变阻器接入电路的阻值不变,电压表与电阻箱两端电压不变,电压表示数变为满偏电压的一半,则电阻箱分压与电压表分压相等,电压表内阻与电阻箱接入电路的阻值相等,则电压表内阻:R1=R2.
(2)调节电阻箱阻值使电压表示数变为满偏电压的一半时,电路总电阻变大,电路总电流变小,滑动变阻器与电源内阻分压变小,电阻箱与电压表两端总电压变大,当电压表示数变为满偏电压一半时,电阻箱两端电压大于电压表满偏电压一半,电阻箱阻值大于电压表内阻,如果认为电压表内阻等于电阻箱阻值,则电压表内阻的测量值偏大.
(3)①测电源电动势与内阻,应将开关S拨至2位置,将R1的滑动触片移到最左端,不再移动.
(4)由图示电路图可知,在闭合电路中,电源电动势E=U+Ir=U+
r,则U R
=1 U
+1 E
•r E
,1 R
由图示图象可知,图象截距b=
,图象斜率k=1 E
,则电源电动势E=r E
,电源内阻r=1 b
.k b
故答案为:(1)④R2;(2)大于;(3)2;左;(4)
;1 b
.k b