题目内容
【题目】某研究性学习小组欲用如图所示的电路，测定一节干电池的电动势和内阻。因电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R0起保护作用。除电池、开关和导线外，可供选用的实验器材还有：
电流表：A（量程0～0．6A，内阻约为0．1Ω）；（量程0～3A，内阻约为0．05Ω）；
电压表：V（量程0～3 V，内阻约6kΩ）；
定值电阻：R0（阻值1Ω）；（阻值10Ω）；
滑动变阻器：R（阻值范围0～10Ω、额定电流2A)；（阻值范围0～1k Ω、额定电流1A)
①为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表的量程为____，定值电阻R0的阻值为____，滑动变阻器的阻值范围为____。
②按正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录。某同学记录的实验数据如下表所示，试根据这些数据在图中画出U－I图线______。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
I/A | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.40 |
U/V | 1.32 | 1.25 | 1.18 | 1.18 | 1.04 | 0.90 |
③由图线得到被测电池的电动势E=______V，内阻r=_______Ω（结果保留三位有效数字）。
④用该实验电路测出的电动势值E测___实际值；内阻r测____实际值。（选填“＞”、“＜”或“＝”）
⑤引起该实验系统误差的主要原因是___。
A．由于电压表和电流表读数不准确引起误差
B．由于电流表的分压作用造成电压表读数总比变阻器和保护电阻的电压大
C．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际电流小
D．保护电阻R0的使用
【答案】 0～0.6A 1Ω 0～10Ω 见解析 E=1.45V （1.41~1.49均可） r=1.37 （1.28~1.45均可） <(小于) <（小于） C
【解析】（1）由于电源是一节干电池（1.5V）；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大，故选1Ω；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象；
（2）画出的U-I图像如图；
（3）由图像可得：E=1.45V；
（4）由于电压表分流导致电流表测量结果偏小，分别作出真实图象和测量图象； 当外电路短路时，电压表的分流可以忽略；故两种情况下短路电流相同；如图所示；
由图可知：E测＜E真，r测＜r真．
（5）由以上的分析可知，引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小，故选C.
