Question

9．一同学按图1中所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内阻r，其中R为电阻箱，R₀为定值电阻，干电池的工作电流不宜超过0.5A，实验室提供的器材如下：

A．电流表（量程0～0.6～3.0A）
B．电阻箱（阻值范围0～999.9Ω）
C．定值电阻若干
D．开关、导线若干
（1）在下面提供的图上个定值电阻中，保护电阻R0应选用A（填写阻值相应的字母）．
A.5Ω  B.10Ω  C.20Ω  D.100Ω
（2）根据电路图，请在图2中画出连线，将器材连接成实验电路．
（3）实验时，改变电阻箱R的值，记录下电流表A的示数I，得到若干组R，I的数据，根据实验数据绘出如图3所示的R-$\frac{1}{I}$图线，由此得出电池组的电动势E=3.0V，内电阻r=1.0Ω，按照此实验方法，电动势的测量值与实值相比相等，内电阻的测量值与真实值相比偏大，（填“偏大”“偏小”或“相等”）．

Answer 1

分析 根据闭合电路欧姆定律E=I（R+r）变形，得到R与$\frac{1}{I}$的关系式，由数学知识分析R-$\frac{1}{I}$图象的斜率和截距的意义，即可求出电源的电动势和内阻．

解答 解：（1）两节干电池的电动势是3V，干电池的工作电流不宜超过0.5A．所以电路总电阻不小于6Ω；但为了准确测量，电流了不能太小，故保护电阻R₀应选用A．
②根据电路图，请在图2中画出连线，将器材连接成实验电路，如图：
③根据闭合电路欧姆定律E=I（R+r）变形，得到R与$\frac{1}{I}$的关系式，
R=E•$\frac{1}{I}$-r-R₀ ．
根据数学知识得知，R-$\frac{1}{I}$图象的斜率等于电源的电动势E，纵轴截距的绝对值等于电源的内阻r．
则由图象得到斜率为k≈3.00Ω，则电源的电动势 E=k=3.0V
纵截距的绝对值为b=6Ω，则内阻 r=b-R₀=6Ω-5Ω=1.0Ω
误差来自由电流表内阻的影响，当外部电路断路时，没有误差；故按照此实验方法，电动势的测量值与真实值相比相等，
没有考虑电流表的内阻，即实际内阻r=b-R₀-R_A，所以内电阻的测量值与真实值相比偏大．
故答案为：（1）A D
（2）①A
②连接如图
③3.0V，1.0Ω，相等，偏大

点评 本题考查测量电池电动势和内电阻实验，要求能明确实验原理，知道数据处理的方法；能根据闭合电路欧姆定律列式并处理数据．