某同学利用电压表和电阻箱测定一种特殊电池的电动势 (电动势E大约在9V左右,内阻r约为50Ω),已知该电池 允许输出的最大电流为l50mA.该同学利用如图(a)所示的电路进行实验,图(a)中电压表的内阻约为2KΩ,R为电阻箱.阻值范围0~9999Ω,R0是定值电阻,起保护电路的作用.
(1)实验室备有的定值电阻尺.有以下几种规格:
A.2Ω B.20Ω C.200Ω D.2000Ω,本实验应选______(填入相应的字母)作为保护电阻.
(2)在图(b)的实物图中,已正确地连接了部分电路,请完成余下电路的连接.
(3)该同学完成电路的连接后,闭合开关s,调节电阻箱的阻值;读取电压表的示数,其中电压表的某一次偏转如图(c)所示,其读数为______.
(4)改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图(d)所示的图线,则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为______V,内阻r为______Ω.(结果保留两位有效数字) (5)用该电路测电动势与内阻,测量和真实值的关系E测______E真,r测______r真(填“大于”、“小于”或“等于”)
(1)当电阻箱的电阻调为零时,电路中电流最大,根据闭合电路欧姆定律得
Im=E R0+r
得R0=10Ω
所以实验应选B.
(2)根据电路图连接实物图,电动势E大约在9V左右,电压表应选择15V的量程,如图:
(3)电压表应选择15V的量程,所以读数为6.5V,
(4)闭合开关,调整电阻箱的阻值,读出电压表的示数,再改变电阻箱的电阻,得出多组数据.根据
=1 U
+1 E r E
,知图线的纵轴截距表示电动势的倒数,图线的斜率等于1 R0+R
.r E
有:
=0.1,解得E=10V.1 E
=5,解得r=50Ω.r E
(5)如果考虑电压表的内阻,根据实验的原理E=U+(
+U R0+R
)r,得:U Rv
=1 U
(1+1 E
)+r Rv
?r E
,1 R0+R
考虑电压表的内阻,此时图线的纵轴截距表示
(1+1 E
),所以E测小于E真,r测小于r真.r Rv
故答案为:(1)B.(2)(3)6.5 v (4)10,50Ω (5)小于,小于