Question

4．某同學用如圖甲所示的電路測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻，實驗室提供以下器材：
電壓表（量程3V，內阻R_V約10kΩ）
電流表（量程3mA，內阻R_g=100Ω）
滑動變阻器R₁（阻值范圍0-10Ω，額定電流2A）
滑動變阻器R₂（阻值范圍0-100Ω，額定電流1A）
定值電阻：R₀=0.5Ω
開關S、導線若干

（1）為了測量準確、操作方便，應選用滑動變阻器R₁（填寫器材的符號）．實驗開始前，應先將滑動變阻器的滑片P置于a（選填“a”或“b”）端．
（2）該同學測得有關數(shù)據(jù)后，以電流表讀數(shù)I為橫坐標，以電壓表讀數(shù)U為縱坐標作出了如圖乙所示的圖象，根據(jù)圖象求得電源的電動勢E=1.48V，電源的內阻r=0.84Ω（結果均保留兩位小數(shù)）．
（3）由于系統(tǒng)誤差，實驗測得的電動勢E_測＜E_真，內電阻r_測＜r_真（選填“＞”或“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗原理和方法以及實驗安全和準確性原則可明確滑動變阻器的選擇，同時明確滑片的位置；
（2）明確電路結構求出電流大小；根據(jù)閉合電路歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達式，然后根據(jù)函數(shù)表達式與圖象求出電源電動勢與內阻，
（3）分析電表內阻的影響，根據(jù)圖象法分析實驗誤差．

解答 解：（1）因是電源內阻較小，故為了控制方便，應選用滑動變阻器總電阻較小的R₁；為了讓電流由最小開始調節(jié)，開始時滑動變阻器應調至a端；
（2）由改裝原理可知：I=Ig+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{0}}$=0.003+$\frac{0.003×100}{0.5}$=0.603A； 故可認為改裝后電流表的量程是電流表G量程的200倍，圖象的縱截距b等于電源的電動勢，由圖讀出電源的電動勢為：E=1.48V．
圖線的斜率大小k=r，由數(shù)學知識知：k=$\frac{1.48-1.06}{2.5×200×1{0}^{-3}}$=0.84，則電源的內阻為：r=k=0.84Ω；
（3）因本實驗采用電流表外接法，由于電壓表的分流作用，流過電流表的電流小于真實值；則作出對應的測量值和真實值圖象如圖所示；實線為測量值，虛線為真實值，則由圖可知，電動勢和內阻均偏��；
故答案為：（1）R₁；a； （2）1.48；0.84；（3）＜；＜

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗；解決本題的關鍵會從U-I圖線獲取電源的電動勢和內阻，以及會分析誤差的來源，學會通過圖象分析測量值和真實值的關系．