二、增大待测量,减小实验误差
扩大测量(U、I)的范围,如测电源的电动势和内阻时,由于电源内阻很小,可直接和电源串联一个几欧的电阻使电表的读数范围扩大,减小测量误差,同时起到保护电源和电表的作用。
例题:为了测量一电动势约为2V,内阻约为0.1Ω蓄电池的电动势和内阻。实验室提供了下列器材:
A.电压表(0~15V,内阻约为30kΩ)
B.电流表A₁(0~0.6A,内阻r₁约为2Ω)
C.电流表A₂(0~20mA,内阻r₂=10Ω)
D.滑动变阻器R₁(0~10Ω,2A)
E.滑动变阻器R₂(0~100Ω,0.5A)
F.阻值为1Ω的标准定值电阻R₀
G.定值电阻R=90Ω
H.开关1只,足量导线
(1)为了使电动势和内阻的测量尽可能准确,实验时滑动变阻器应选___(填写器材的字母代号)
(2)在虚线框中画出实验原理电路图。(在图上标出所用器材的字母符号)
(3)根据实验中测得数据作出的I₂-I₁图象如图所示,由此可得:电源电动势E=___V,电源的内阻r=___Ω.
【解析】先考虑电表改装问题,由于所给的电压表的量程远大于电源电动势,如果把该电表接入电路会造成很大误差,可以把电流表A₂和电阻R₀串联后得到一个电压表,得到新电压表的量程是2V,由于电源内阻很小,为了保护电源和测量结果准确,可以在电源上串联一个电阻R₀得到一个新电源,新电源的电动势不变,内电阻是电源内阻和电阻R₀的串联值。
例题:
三、用来扩大电表的量程
实验提供的器材中某种电表量程不合适,则需要改装电表或扩程电表,需要用到定值电阻(或电阻箱)。
例题:在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.电流表G(量程3 mA,内阻Rg=10 Ω)
B.电流表A(量程0~0.6 A,内阻约为0.1 Ω)
C.电压表V(量程0~15 V,内阻约为3 000 Ω)
D.滑动变阻器R₁(0~20 Ω,10 A)
E.滑动变阻器R₂(0~1 750 Ω,1 A)
F.定值电阻R₃=990 Ω
G.被测干电池E(电动势约为1.5 V,内阻小于1 Ω)
H.开关、导线若干
(1)请在下面方框内画出实验电路图(用所给器材符号表示).
(2)将测得的数据描绘在如图所示的坐标系中,则图象的纵坐标表示的物理量为 ,单位为_____;被测电池的电动势E=________V,内阻r=________Ω(小数点后保留两位数字).