Question

5．现用如下器材设计一个既能测量待测电阻的阻值，又能测量电源电动势的实验．
A．待测电阻R_x（约100Ω）
B．电流表A（量程100mA，内阻约2Ω）
C．电阻箱R₀（最大阻值999.9Ω）
D．电压表V（量程3V，内阻约100Ω）
E．滑动变阻器R（最大阻值100Ω）
F．电源E（电动势约3V，内阻未知）
G．单刀单掷开关S和单刀双掷开关S₁各一个，导线若干

①如图甲所示是小明设计的部分测量电路，请你将此电路补充完整，使实验可以完成．
②下面是小明用完整的电路测R₀的实验步骤，请你写下剩下的步骤．
a．将滑动片移支变阻器的上端，闭合开关S；
b．S₁扳到1，移动滑动变阻器触头到适当位置，读出电流（或电压）表示数I（或U）；
c．扳到2，保持R不变，调节R₀使电流（或电压）表示数为I（或U），读出R₀的值；
③在测出电阻R₀的值后，小明继续测电源的电动热和内电阻，图乙是根据测量数据用描点法作出的路端电压U与电流I关系图线，则电源电动势为2.96V，内电阻为1000Ω．A点明显偏离U-I关系图线，出现这种现象的原因是读数错误．

Answer 1

分析 测量电源的电动势和内阻的原理是闭合电路欧姆定律，测量电阻的原理是伏安法，都采用伏安法．
根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律，结合测量的物理量，求出ε、r和R_x的表达式，再写出主要的实验步骤．

解答 解：①把待测电阻与电阻箱并联，然后与开关串联接入电路，电路图如图所示：

②测R₀的实验步骤：
a、将滑动片移支变阻器的上端，闭合开关S；
b、S₁扳到1，移动滑动变阻器触头到适当位置，读出电流（或电压）表示数I（或U）；
c、扳到2，保持R不变，调节R₀使电流（或电压）表示数为I（或U），读出R₀的值；
③由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为2.96，电源电动势：E=2.96V，电源内阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.96-2.00}{0.096}$=1000Ω．
A点明显偏离U-I关系图线，出现这种现象的原因是读数错误造成的．
故答案为：①电路如图所示；②b、S₁扳到1，移动滑动变阻器触头到适当位置，读出电流（或电压）表示数I（或U）；c、S₁扳到2，保持R不变，调节R₀使电流（或电压）表示数为I（或U），读出R₀的值；③、2.96；1000；读数错误．

点评 本题考查了实验步骤、求电源电动势与内阻等问题，知道实验原理、应用闭合电路欧姆定律即可正确解题，根据实验步骤分析清楚电路结构是正确解题的前提与关键．