Question

14．测量电源的电动势和内阻，提供的器材如下：
A．待测电源（电动势约为8V、内阻约为 2Ω）
B．电压表V（0-3V，内阻约为3kΩ）
C．电流表A（0-1A）
D．电阻箱R（0-99999.9Ω）
E．滑动变阻器（0-20Ω）
F．滑动变阻器（0-100Ω）
G．开关、导线若干

（1）采用图甲所示电路测量电压表的内阻R_V．调节电阻箱R，使电压表指针满偏，此时电阻箱示数为R₁；再调节电阻箱R，使电压表指针指在满刻度的一半处，此时电阻箱示数为R₂．
①电压表内阻R_V=R₂-2R₁．
②关于上述实验，下列说法中正确的有AD．
A．实验中电源可使用待测电源
B．闭合开关S前，应将电阻箱阻值调到最小
C．调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐增大的
D．实验中忽略了电源的内阻，会使测量值偏大
（2）若测得电压表内阻R_V=3010Ω，与之串联R=6020Ω的电阻，将电压表的量程变为9V．
（3）为测量电源的电动势和内阻，请用笔画线代替导线，将图乙电路连接完整．实验中，滑动变阻器应选择E（选填“E”或“F”），并指出产生实验误差的一个原因（写出一点）：电压表的分流．

Answer 1

分析 （1）根据串并联电路的规律可明有电压表的示数；根据实验原可明确各说法是否正确；
（2）根据电表的改装原理可求出应串联的电阻；
（3）根据原理图可得出对应的实物图；根据实验原理可明确滑动变阻器的选择；根据电路结构分析误差来源．

解答 解：（1）①设总电压为U，则由串并联电路的规律可知：
U+$\frac{U}{{R}_{V}}$R₁=$\frac{U}{2}$+$\frac{U}{2{R}_{V}}$
解得：R_V=R₂-2R₁
②A、由于要测量电源的电动势和内电阻，故应选用待测电源；故A正确；
B、由于采用限流接法，故闭合开关前，应将电阻箱阻值调到最大；故B错误；
C、为了保证实验安全，调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐减小的；故C错误；
D、由于内阻的影响；当电压表半偏时，电路电流变小，路端电压变大，电压表半偏时的电压表大于电压表满偏时电压的一半，电压表实际电压偏大偏大，电压表内阻的测量值大于真实值．故D正确；
故选：AD；
（2）根据改装原理可知，$\frac{9}{3}$=$\frac{{R}_{V}+R}{{R}_{V}}$
解得：R_V=6020Ω；
（3）根据原理图可得出对应的实物图；因电源内阻较小，为了便于调节，滑动变阻应选择总阻值为10Ω的E；

由图可知，电路中采用相对电源的电流表外接法，故由于电压表的分流使电流表示数偏小；从而产生误差；
故答案为：（1）R₂-2R₁ ②AD；（2）6020；（3）如图所示；E；电压表的分流．

点评 本题考查了电源电动势和内电阻的测量；要注意明确滑动变阻器的选择和串联电路特点及欧姆定律的应用、电路现象的判断、电压表的读数、滑动变阻器的使用等．