题目内容
【题目】要測量一个电源的电动势和内电阻，给定下列实验器材:
A.待测电源 (电动势约8V，内阻约2Ω)
B.电流表A(量程0.6A，内阻约1Ω)
C.电压表V(量程3V，内阻为2kΩ)
D.滑动变阻器R(阻值范围0-20Ω)
E.定值电阻R1＝4kΩ
F.定值电阻R2=20Ω
开关及导线
实验要求电流表和电压表的最大读数都要超过量程的一半。
①若定值电阻选R1，画出其实验电路______。
②若定值电阻选R2，画出实验电路________。
③若选电阻R2设计电路，调节滑动变阻器R，分别得到两组电压，电流对应值U1、I1和U2、I2，则待测电源的电动势E＝_____；内阻r＝_______，由此计算出的电源内阻相对真实值______(“偏大”、“偏小”、“不变”)
【答案】
偏小
【解析】
①因电源电动势为8V，而电压表量程为3V，若定值电阻选R1，则需将定值电阻与电压表串联，相当与将电压表扩大量程，则其实验电路为：
；
②若定值电阻选R2，则由于电压表和电流表的量程都相对较小，可将R2与电源串联，相当增加了电源内阻值，电路如图；
；
③由闭合电路的欧姆定律：U1=E-I1(R2+r)；U2=E-I2(R2+r)；
联立解得：
；
；
由电路图可得，电压表测路端电压，但由于电压表的分流作用，使电流表的测量值小于真实值；实验误差是由于电压表的分流造成的；当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流相同；而测量的电压值要小于真实值；故作出测量值和真实值的图象如图所示；
由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示，由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值。
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