题目内容

3．实验室中备有下列器材：蓄电池、滑动变阻器、电流表、电压表、保护电阻R0、开关、导线，
（1）在图1中，利用这些器材设计出测量蓄电池的电源电动势和内阻的原理图，要求利用保护电阻防止电源短路．

（2）实验测定U、I数据，画出U-I图象，如图2所示，则电动势E=U0，内阻r=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$，
（3）电动势的测量值与真实值相比偏小，内阻的测量值与真实值相比偏小（填偏大、相等、偏小）

分析 （1）明确实验原理，正确选择电流表的接法；
（2）把R0等效为电源内阻，电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源等效内阻；
（3）根据实验原理分析，根据电表内阻带来的影响分析实验误差．

解答 解：（1）由给出器材可知，本实验应采用伏安法测量电动动势和内阻，由于电源内阻较小，故采用电流表相对电源的外接法；为了防止短路，将保护电阻直接与电源相连；原理图如图所示；
（2）由U=E-I（R0+r）及数学规律可知，图象中U0表示电源的电动势；图象的斜率表示内阻与保护电阻之和，故r=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$；
（3）相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，作出电源的U-I图象真实值和测量值，如图所示，由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值
故答案为：（1）如图所示；（2）U0； $\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$； （3）偏小；偏小；

点评 本题考查测量电动势和内电阻实验的数据的处理，要求能正确分析误差的来源，并能用图象法求出电势和内电阻以及进行误差分析问题．

练习册系列答案
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