Question

11．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻實驗中，備有下列器材：
A．待測干電池（電動勢E約為1.5V，內(nèi)電阻小于1.0Ω）；
B．電流表A₁（量程0-3mA，內(nèi)阻Rg1=10Ω）；
C．電流表A₂（量程0-0.6A，內(nèi)阻Rg2=0.1Ω）；
D．滑動變阻器R₁（0-20Ω，10A）；
E．滑動變阻器R₂（0-200Ω，1A）；
F．定值電阻R₀（990Ω）；
G．開關(guān)和導線若干．

（1）某同學發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設(shè)計了如圖所示中甲的（a）、（b）兩個參考實驗電路，其中合理的是b圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選D（填寫器材前的字母代號）．
（2）圖乙為該同學根據(jù)（1）中選出的合理的實驗電路，利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表A₁的示數(shù)，I₂為電流表A₂的示數(shù)，且I₂的數(shù)值遠大于I₁的數(shù)值），則由圖線可得被測電池的電動勢E=1.50 V，內(nèi)阻r=0.89Ω；
（3）由于電表都不是理想表．該同學按照（2）的步驟算出的數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差E_測＜E_真，r_測＜r_真．（填“＜”、“＞”或“=”）

Answer 1

分析 （1）將電流表G串聯(lián)一個電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．因為電源的內(nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減�。�
（2）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識求出I₁和電源兩端電壓U的關(guān)系，根據(jù)圖象與縱軸的交點求出電動勢，再從圖中得出路端電壓為某一值時電流，則可求得內(nèi)阻．
（3）根據(jù)實驗電路分析實驗誤差．

解答 解：（1）上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，將電流表串聯(lián)一個電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．
（a）、（b）兩個參考實驗電路，其中合理的是b，因為電源的內(nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減�。�滑動變阻器應(yīng)選D，
（2）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識得
電源兩端電壓U=I₁（990+10）=1000I₁，
根據(jù)圖象與縱軸的交點得電動勢E=1.5mA×1000Ω=1.50V
與橫軸的交點可得出路端電壓為1.1V時電流是0.45A，
由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可得：
r=0.89Ω；
（3）由圖b所示電路圖可知，相對于電源來說，電流表采用外接法，由于電壓表分流，電流測量值小于真實值，當外電路短路時，電流測量值等于真實值，電源的U-I圖象如圖所示：

電源的U-I圖象與縱軸交點坐標值是電源電動勢，圖象斜率的絕對值是電源內(nèi)阻，
由圖象可知，電源電動勢的測量值小于真實值，電源內(nèi)阻測量值小于真實值．
故答案為：（1 ）b；D；（2）1.50，0.89；（3）＜；＜．

點評 在測量電源電動勢和內(nèi)阻時，要注意根據(jù)畫出的U-I圖象分析出電動勢及內(nèi)阻，所給器材雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，將電流表串聯(lián)一個電阻，可以改裝成較大量程的電壓表，難度適中．