Question

【题目】用实验测一电池的内阻r和电流表内阻r．已知电池的电动势约6V，电池内阻和电流表内阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：

待测电流表A（量程0～100mA）

电压表V1（量程0～6V，内阻约20k2）

电压表V2（量程0～15V，内阻约25kΩ）

滑动变阻器R1（阻值0～5Ω）

滑动变阻器R2（阻值0～300Ω）；

单刀单掷开关S1，单刀双掷开关S2导线若干条

某同学的实验过程如下

I．设计如图甲所示的电路图，正确连接电路．

Ⅱ．将R的阻值调到最大，开关S2接通a，闭合开关S1，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图乙所示的图线

Ⅲ．将开关S2接通b，重复Ⅱ的步骤，得到另一条UーI图线，图线与横轴I的交点坐标为（1，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U0）回答下列问题

（1）电压表应选用_________，滑动变阻器应选用___________；

（2）由图乙的图线得电源内阻r＝________Ω（保留两位有效数字）

（3）用I0、U0和r表示待测电阻的关系式rA＝__________代入数值可得rA；

（4）由第（2）问中测得的电源内阻与真实值的关系是r真______r测（填“大于”“小于”或“等于”），原因是_______（填“电压表分流”或“电流表分压”）

Answer 1

【答案】V1； R2； 25； ； 大于； 电压表分流

【解析】

据题目中给出的电源及待测电阻的大约阻值，略算对应的电流，则可明确电流表及滑动变阻器应选择的仪器；

由图象的性质及闭合电路欧姆定律可得出电源内阻；

根据电路结构，利用闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式。

(1)由于电源电动势约为6V，所以电压表选V1，电流表最大电流为100mA，若选R1，则可能超电流表量程，所以滑动变阻器应选用R2；

(2)当开关接a时，此时图线斜率的负值代表电源内阻即；

(3)当开关接b时，由等效电源可知，此时图线斜率的负值代表电源内阻与电流表内阻之和，即 ，解得：；

(4)由于电压表内阻并不是无穷大，所以分流作用不能忽略，由等效电源原理可知测量值为电压表内阻和电源内阻的并联值，因此测量值偏小。