Question

3．用如图所示电路，测定一节干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、3A）
（b）电压表（量程3V、15V）
（c）定值电阻（阻值1Ω、额定功率5W）
（d）定值电阻（阻值10Ω、额定功率10W）
（e）滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）
（f）滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）．
那么：
（1）要正确完成实验，电压表的量程应选择3V，电流表的量程应选择0.6A；R₀应选择1Ω的定值电阻，R应选择阻值范围是0-10Ω的滑动变阻器．
（2）实验的测算结果：?_测 ＜?_实，r_测＜r_实．（横线上填＜、＞或=）
（3）引起该实验系统误差的主要原因是电压表分流．

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）（3）明确电路结构，能用分析误差来源，同时根据图象分析误差现象．

解答 解：（1）一节干电池电动势一般约为1.5V，由此知电压表量程应选择3V
为使滑动变阻器滑动时电表示数有明显变化，应使R₀+R与电源内阻r尽可能接近，因r较小，则考虑选择1Ω的定值电阻； 滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就可以，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω不方便调节；滑动变阻器取0-10Ω；
测电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，达到的最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；
（2）由于电压表分流导致电流表测量结果偏小，分别作出真实图象和测量图象； 当外电路短路时，电压表的分流可以忽略；故两种情况下短路电流相同；如图所示；

则可知：E_测＜E_真，r_测＜r_真．
（3）引起该实验系统误差的主要原因是电压表分流；从而导致电流表示数偏小；
故答案为：（1）3；0.6；1；0-10；
（2）＜；＜；
（3）电压表分流．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，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；对于误差分析要注意明确方法，能用图象法直观地表达!