Question

17．在做测量干电池的电动势和内电阻的实验时，实验电路图及器材如下：
A．电压表（量程0～3V）B．电压表（量程0～15V）
C．电流表（量程0～3A）
D．电流表（量程0～0.6A）
E．变阻器R₁（总电阻20Ω）  F．变阻器R₂（总电阻100Ω）
G．以及电键S和导线若干．
（1）应选择的器材有（填代号）ADEG
（2）如图1所示为甲、乙两个供实验用的电路图，为减小实验误差应选用图乙．
（3）如图2所示，电流表指针停止在图示位置，量程取0.6A挡时读数为0.28A；量程取3A挡时读数为1.40A
（4）根据实验记录，画出的U-I图象如图3所示，可得待测电池的电动势为1.5V，内电阻r为1.0Ω．
（5）按本实验要求的电路测出的E_测和r_测与真实值比较：E_测＜E_真，r_测＜r_真．（填“＞”“＜”或“=”）

Answer 1

分析 （1）根据实验原理选择实验器材．
（2）根据实验原理与电源内阻大小选择实验电路．
（3）由图示电流表确定其分度值，读出其示数．
（5）根据实验电路与实验原理分析实验误差．

解答 解：（1）干电池电动势约为1.5V，电压表选A，电路最大电流约为零点几安培，电流表应选D，为方便实验操作，滑动变阻器应选E，此外还需：G、电键S和导线若干；
（2）一节干电池的内阻较小，为减小实验误差，应选择图乙所示电路图．
（3）电流表使用的是0-0.6A的量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，示数为0.28A；
电流表使用的是0-3A的量程，每一个大格代表1A，每一个小格代表0.1A，示数为1.4A．
（4）由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.5，则电源电动势E=1.5V；
U-I图象斜率绝对值表示电源内阻，所以待测电池的内阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-0.8}{0.1}$═1.0Ω
（4）因该接法中由于电压表的分流而导致电流表示数偏小，但电压表是准确的，故图象比真实图象要向上偏，
同时，当电路短路时，电压表的分流是可以忽略的，故短路电流是准确的，故图象与横轴的交点不变，
所以所测电动势小于真实值；内阻也小于真实值；
故答案为：（1）ADEG；（2）乙；（3）0.28；1.40；（4）1.5；1.0；（5）＜；＜．

点评 测定电动势和内电阻的实验中为了减小误差采用了图象分析法，要根据实验原理得出公式，并结合图象的斜率和截距得出正确的结果．
电流表的读数时，一定要看清电流表所选的量程．本接法虽然电动势和内电阻均偏小，但由于误差均较小，故实验中我们一般采取本方法．