Question

20．某同学用图甲所示电路进行测定干电池的电动势和内阻，实验中测得的数据画出U-I图线如图乙所示．

（1）根据图甲，用笔画线代替导线将图丙的实验电路连接完整；
（2）利用图乙求出电源电动势E=1.46V，内电阻r=0.72Ω
（3）利用该实验电路测出的电动势和内阻与真实值相比，理论上E_测＜E_真，r_测＜r_真（选填“＞”、“=”或“＜”）
（4）上述误差不可以（选填“可以”或“不可以”）通过增加实验次数减小．

Answer 1

分析 （1）干电池电动势一般约为1.5V，以此判定电压表量程；电流表量程、滑动变阻器与定值电阻选择时应兼顾电路安全和偏转范围．根据电路图连接实物图；
（2）根据U-I图象做坐标轴的交点求解电动势和内阻．
（3）根据电表内阻的影响分析实验误差；
（4）明确多次测量只能减小偶然误差，不能减小系统误差．

解答 解（1）根据原理图可直接得出对应的实物图，注意电流表量程选择0.6A，电压表量程选择3V，如图所示；
（2）由描点法作出伏安特性曲线，图象如图2所示；图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示内阻；
则由图象可知，电源的电动势为1.46V由图示图象可知：r=k=$\frac{1.46-1.00}{0.64}$=0.72Ω；
（3）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．
本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小，电压表测的电压为外电压，
电流表所测的电流偏小，作出U-I图线的测量图线和实际图线，虚线表示实际图，

从图线可以看出，电动势和内阻的测量值均小于真实值．造成E_测＜E_真，r_测＜r_真．
（4）由于误差为系统误差，故不能通过增加实验次数的方法来减小误差；
故答案为：（1）如图所示；（2）1.46；0.72；（3）＜；＜；（4）不可以．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验；解决本题的关键会从U-I图线获取电源的电动势和内阻，以及会分析误差的来源，通过图象分析测量值和真实值的关系．