Question

11．为了测定干电池的电动势和内阻，现有下列器材：
A．干电池一节
B．电压表v₁（0-15V，内阻约为15KΩ）
C．电压表v₂（0-3V，内阻约为3KΩ）
D．电流表A₁（0-3A，内阻约为2Ω）
E．电流表A₂（0-0.6A，内阻约为10Ω）
F．电流表G（满偏电流3mA，内阻R_g=10Ω）
G．变压器
H．滑动变阻器（0-1000Ω）
I．滑动变阻器（0-20Ω）
J．开关、导线
（1）用电流表和电压表测量干电池的电动势和内电阻，应选用的滑动变阻器是I，电流表E，电压表C（用代号回答）
（2）根据实验要求，用笔画线代替导线在实物图甲上连线．
（3）某次实验记录如下：

组别	1	2	3	4	5	6
电流I/A	0.12	0.20	0.31	0.32	0.50	0.57
电压U/V	1.37	1.32	1.24	1.18	1.10	1.05

根据表中数据在坐标图乙上画出U-I图线，由图可求得E=1.45V，r=0.75Ω．
（4）用你设计的电路做实验，测得的电动势与电池电动势的真实值相比偏小（填“偏大”“偏小”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器，根据电源电动势选择电压表，根据所测最大电流选择电流表．
（2）根据伏安法测电源电动势与内阻的原理连接实物电路图．
（3）根据表中实验数据应用描点法作出图象，电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻．
（4）根据实验电路分析实验误差．

解答 解：（1）为方便实验操作滑动变阻器应选择I；由表中实验数据可知，电流的最大测量值为0.57A，电流表选择E；干电池的电动势约为1.5V，电压表应选择C．
（2）电流表测电路电流，电压表测路端电压，实验电路图如图所示：

（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象如图所示：

由图示电源U-I图象可知，电源电动势：E=1.45V，电源内阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.45-1.00}{0.60}$=0.75Ω．
（4）因该接法中由于电压表的分流而导致电流表示数偏小，但电压表是准确的，故图象比真实图象要向上偏，同时，当电路短路时，电压表的分流是可以忽略的，故短路电流是准确的，故图象与横轴的交点不变，故所测电动势小于真实值．
故答案为：（1）I；E；C；（2）电路图如图所示；（3）图象如图所示；1.45；0.75；（4）偏小．

点评 本题考查测定电动势和内电阻的数据处理，要求能根据公式得出图象中斜率及截距的含义．在计算电源的内阻的时候，一定要注意纵坐标的数值是不是从0开始的．同时注意本接法虽然电动势和内电阻均偏小，但由于误差均较小，故实验中我们一般采取本方法．