在电学实验中,由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存

在电学实验中,由于电压表、电流表内阻的影响,使得测量结果总存在系统误差。某校课外研究性学习小组进行了消除系统误差的探究实验,下面就举两例:

Ⅰ.某组设计了如图所示的电路,该电路能够测量电源E的电动势和内电阻r,E′是辅助电源。A、B两点间有一灵敏电流计G。

(1)补充下列实验步骤:①闭合开关S1、S2,__________使得灵敏电流计的示数为零,这时,A、B两点UA、UB的关系是UA__________UB,即A、B相当于同一点,读出电流表和电压表的示数I1和U1,其中I1就是通过电源E的电流。

②改变滑动变阻器R、R′的阻值,重新使得__________,读出__________。

(2)写出步骤①、②对应的方程式及电动势和内电阻的表达式__________。

Ⅱ.某组利用如图所示的电路测定金属电阻率,在测量时需要用刻度尺测出被测金属丝的长度l,用螺旋测微器测出金属丝的直径d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻Rx

(1)请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ=_______________。

(2)利用该电路进行实验的主要操作过程是:

第一步:闭合电键S1,将电键S2接2,调节滑动变阻器RP和r,使电压表读数尽量接近满量程,读出这时电压表和电流表的示数U1、I1

请你接着写出第二步,并说明需要记录的数据:_____________________

由以上记录的数据计算出被测电阻Rx的表达式为Rx=____________。

活动总结:经过分析研究就可以看出该活动是十分有成效的,它们都可以消除系统误差,测量的是真实值。

答案

Ⅰ(1)①调整滑动变阻器R、R′           =

②灵敏电流计的示数为零             电流表和电压表的示数I2和U2

(2)E=I1r+U1,E=I2r+U2

解得E=U1+I1(U2-U1)/(I1-I2),r=(U2-U1)/(I1-I2

Ⅱ.(1)

(2)将电键S2接1,只调节滑动变阻器r,使电压表读数尽量接近满量程,读出这时电压表和电流表的示数U2、I2

U1/I1-U2/I2

解析:由欧姆定律得U1=I1(RA+RP+Rx),U2=I2(RA+RP),故Rx=U1/I1-U2/I2


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