Question

5．有一内阻较大的电池，为较准确的测定这个电池的电动势和内阻，①某同学利用如图甲的电路进行实验．其中R为电阻箱，该同学在闭合开关S，调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U，再改变电阻箱阻值，取得多组数据后，作出了如图乙的图线．则根据该同学所作的图线可知电池的电动势E=10V、内阻r=47.5Ω，图象的横坐标与纵坐标的比值表示电阻R的倒数．该方法中系统误差产生的原因是电压表内阻．

②另一位同学想用内阻约为10×10³Ω的伏特表和内阻约为1Ω的安培表来测量该电池的电动势和内阻，请在图丙的空框中帮他画出实验的电路图，该方法中系统误差产生的原因是电压表的分流．

Answer 1

分析 ①根据电路结构，根据闭合电路欧姆定律可明确对应的表达式，再根据图象即可明确电源的电动势和内电阻，并明确实验误差；
②明确伏安法测量电动势的方法，并作出电路图，根据电表内阻的影响分析误差来源．

解答 解：①根据图象由闭合电路欧姆定律可知，
U=$\frac{E}{R+r}R$
变形得：
$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}•\frac{1}{R}$
结合图可知，$\frac{1}{E}$=0.1；
$\frac{r}{E}$=k=$\frac{0.67-0.1}{12×1{0}^{-2}}$=47.5Ω；
解得：E=10V，r=47.5Ω；
由公式可知，图象的横坐标与纵坐标的比值表示电阻R的倒数；
由于电压表不是理想电压表，内阻不是无穷大，故产生系统误差；
②要采用电压表和电流表共同测量，因电源内阻较小，故为了减小误差应采用电流表相对于电源的外接法进行测量；
故原理图如图所示，由于实验中电压表分流作用，从而产生系统误差；

故答案为：①10V，46Ω，电阻R的倒数，电压表的内阻．   ②电压表的分流

点评 本题考查了实验器材的选择、求电源电动势与内阻，要掌握实验器材的选择原则，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据方法，要掌握应用图象法处理实验数据的方法．