Question

9．用如图1所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R₀起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

（a）电流表（量程0.6A）、（b）电流表（量程3A）；
（c）电压表（量程3V  ）    （d） 电压表（量程15V）；
（e）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）；
（f）定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）；
（g）滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）；
（h）滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）．
（1）要正确完成实验，电流表应选择a；电压表应选择c定值电阻R₀应选择e，滑动变阻器R应选择g．
（2）引起该实验系统误差的主要原因是电流表的分压．
（3）根据描出的图象（图2）可得E=1.49V，r=0.91Ω

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律估算电路中的电流，根据安全及准确性原则可选出电流表及电压表；根据电源内阻的大小可判断保护电阻的大小，及滑动变阻器的阻值大小；
（2）分析电路中的各电表的特点，找出其产生的作用，即可得出误差产生的原因．
（3）根据闭合电路欧姆定律进行分析，再结合图象的性质即可明确电源的电动势和内电阻．

解答 解：（1）由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大，故定值电阻选择e；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象．
（2）关于系统误差一般由测量工具和所造成测量方法造成的，一般具有倾向性，总是偏大或者偏小．本实验中由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比测量值小；
（3）由U=E-Ir可知，图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，图象的斜率表示内电阻，故由图可知E=1.49V；
内阻R₀+r=$\frac{1.49-0.8}{0.36}$=1.91Ω；故r=1.91-1=0.91Ω；
故答案为：（1）a，c，eg；（2）电流表的分压作用；（3）1.49；0.91．

点评 本题考查测量电源的电动势和内电阻的实验，实验仪器的选择是考试中经常出现的问题，在学习中要注意掌握好其安全、准确的原则，同时注意滑动变阻器的电路中的应用规律．