Question

15．用图甲所示的电路，测定一节旧干电池的电动势和内阻．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
双量程电流表：A（量程0-0.6A，3A）
双量程电压表：V（量程0-3V，0-15V）
滑动变阻器：R₁（阻值范围0-10Ω，额定电流2A）R₂（阻值范围0-100Ω，额定电流1A）

（1）为了调节方便，测量精度更高，实验中应选用电流表的量程为0.6A，电压表的量程为3V，应选用滑动变阻器R₁（填写滑动变阻器符号）．
（2）根据电路图，并按照实际的电表量程进行连线
（3）通过多次测量并记录对的电流表示数I和电压表示数U，利用这些数据在图丙中画出了U-I图线．由图线可以得出此干电池的电动势E=1.45V（保留3位有效数字），内阻r=1.3Ω（保留2位有效数字）．
（4）引起该实验的系统误差的主要原因是A．
A．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流小
B．由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比电源实际输出的电流大
C．由于电流表的分压作用造成电压表计数总是比路端电压小
D．由于电流表的分压作用造成电压表读数总是比路端电压大．

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）电压的U-I图象与纵轴的交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值等于电源的内阻．
（3）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．

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；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）由图示电源的U-I图象可知，电源的电动势为：E=1.45V，
图象斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为：r=$\frac{1.45-0.8}{0.5}$=1.3Ω；
（3）引起该实验系统误差的主要原因是电压表的分流作用，导致电流表的示数总小于真实的干路电流值．故选：A
故答案为：（1）0.6，3，R₁．（2）1.45；1.3；（3）A；

点评 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．要掌握应用图象法求电源电动势与内阻的方法．