Question

19．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：

A．被测干电池一节
B．电流表1：量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω
C．电流表2：量程0～3A，内阻未知
D．电压表1：量程0～3V，内阻未知
E．电压表2：量程0～15V，内阻未知
F．滑动变阻器1：0～10Ω，2A
G．滑动变阻器2：0～100Ω，1A
H．开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．
（1）在上述器材中请选择适当的器材（填写器材前的字母）：电流表选择B，电压表选择D，滑动变阻器选择F
（2）实验电路图应选择上图中的乙（填“甲”或“乙”）；
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象，利用图线可知干电池的电动势E=1.5V，内电阻r=1.0Ω．
（4）电动势测量值真实值，内阻测量值小于真实值（选填“大于、小于或等于”）．

Answer 1

分析 （1）实验中要能保证安全和准确性选择电表；
（2）本实验应采用电阻箱和电压表联合测量，由实验原理可得出电路原理图；
（3）由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式，由数学关系可得出电动势和内电阻．
（4）根据实验原理分析误差情况．

解答 解：（1）在上述器材中请选择适当的器材：由于电流计较小，为了读数准确，电流表选择B；电动势约为1.5V，故电压表应选择3V量程的D；由于内阻较小，故滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选F．
（2）因电流表内阻接近电源内阻，故电流表应采用相对电源的外接法，故选乙图；
（3）由U-I图可知，电源的电动势为：E=1.50V；
内电阻为：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1}{0.5}$=1.0Ω；
（4）由图示可知，伏安法测电阻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，电源的U-I图象如图所示，

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）B；D；F；（2）乙（3）1.5；1.0（4）小于．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，本题为设计性实验，在解题时应注意明确实验的原理；并且要由实验原理结合闭合电路欧姆定律得出表达式，由图象得出电动势和内电阻．