Question

8．要測量一電源的電動勢E（小于3V）和內(nèi)阻r（約1Ω），現(xiàn)有下列器材：電壓表V（0～3V～15V）、電阻箱R（O～999.9Ω）、定值電阻R₀=2Ω、開關(guān)和導(dǎo)線．某實驗小組根據(jù)所給器材設(shè)計了如圖甲所示的實驗電路．

（1）實驗時電壓表量程應(yīng)選 0～3V（填0～3V或0～15V），電路中定值電阻R₀的作用是保護(hù)電源（填“電源”或“電壓表”）
（2）某同學(xué)用作圖法處理數(shù)據(jù)，他調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，得出了若干組數(shù)據(jù)，并描點連線得出了如圖乙所示的圖線，圖線縱坐標(biāo)表示電壓表讀數(shù)的倒數(shù)$\frac{1}{U}$，圖線的橫坐標(biāo)表示$\frac{1}{R+{R}_{0}}$，若所得圖線的斜率為k，在$\frac{1}{U}$坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=$\frac{1}$，內(nèi)阻r=$\frac{k}$．（用k和b表示）
（3）該同學(xué)所測電源內(nèi)阻r_測與電源的真實內(nèi)阻r_真相比偏�。ㄌ钇�大、偏小或相等），電動勢E_測與E_真相比偏小（填偏大、偏小或相等）．

Answer 1

分析 （1）若無R₀存在，當(dāng)R調(diào)節(jié)到0時，電源即短路．
（2）由圖象中的截距的含義及閉合電路的歐姆定律的表達(dá)式要求得電動勢和內(nèi)電阻．
（3）運用閉合電路歐姆定律，明確實驗誤差的來源，從而分析實驗誤差．

解答 解：（1）根按安全性和準(zhǔn)確性原則可知，電壓表應(yīng)選擇0～3V的量程；
若無R₀存在，當(dāng)R調(diào)節(jié)到0時，電源即短路，有燒壞危險．作用是保護(hù)電源，防止短路．
②③由閉合電路歐姆定律得 U=$\frac{E}{R+r}$．（R+R₀），
可整理為$\frac{1}{U}$=$\frac{r}{E}$•$\frac{1}{R{+R}_{0}}$+$\frac{1}{E}$
若所得圖線的斜率為k，在$\frac{l}{U}$坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=$\frac{1}$，內(nèi)阻r=$\frac{k}$．
（3）本實驗中誤差來自于電壓表的內(nèi)阻影響，若考慮內(nèi)阻，則外電阻實際阻值應(yīng)小于實驗中所用的阻值；而當(dāng)外電阻無窮大時，電壓表的內(nèi)阻影響可以忽略；
故實際圖與測量圖如圖所示：
由圖可知，測量值的斜率大于真實值，故測量值的電動勢及內(nèi)阻均小于真實值；

故答案為：①0～3；電源；�。�2）$\frac{1}$，$\frac{k}$�。�3）偏小；偏�。�

點評 只用電壓表和變阻箱測電動勢和內(nèi)電阻的方法叫“伏歐法”，若用圖象解時，基本思路是：用學(xué)過的物理定律列出表達(dá)式，再結(jié)合數(shù)學(xué)整理表達(dá)出有關(guān)一次函數(shù)式y(tǒng)=kx+b的形式，再求出k和b即可．