Question

17．用如图甲所示电路，测定一节电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R₀起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：
（a）电流表（量程0.6A）；（b）电压表（量程3V）；
（c）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）；
（d）滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）；
（e）滑动变阻器（阻值范围0～1000Ω、额定电流1A）．

那么：
（1）R应选择阻值范围是d （选填d、或e）的滑动变阻器．
（2）为使电压表读数增大，滑动变阻器滑动端应向b（选填a、或b）滑动，电流表的内阻对测量结果是否有影响无（填“有”“无”）
（3）根据实验记录，画出的U-I图线如图（乙）所示，从中可求出待测电池的电动势为1.44V，内电阻为0.57Ω（结果保留到小数点后二位）
（4）若因电池的内阻较小，调节过程电压表的变化不明显，影响测量的准确度，为使测量的准确度提高，请你按原有的实验器材对电路进行改进并在图（丙）中画出电路图．

Answer 1

分析 （1）根据安全及准确性原则可选择滑动变阻器的阻值大小；
（2）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．
（3）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．
（4）根据实验原理及电源的性质可得出误差较小的电路图．

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；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）为了使电压表读数增大，滑动变阻器接入电阻应增大使电流减小，故滑动变阻器滑片应向b端滑动；本实验中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．电流表的内阻对实验结果没有影响；
（3）由图示电源的U-I图象可知，电源的电动势为：E=1.44V，
图象斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.44-1.1}{0.6}$=0.57Ω；
（4）因电源内阻较小，实验误差较大，为了减小误差可以采用等效的方法增大等效内阻；即将R₀直接与电源相连；如图所示；
故答案为：（1）d；（2）b；无；（3）1.44；0.57；（4）如图所示；

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．