Question

12．某同学采用如图甲所示的电路测定电源电动势和内电阻，已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为2Ω，电压表V（0-3V，内阻约3kΩ）、电流表A（0-0.6A，内阻约10Ω）、滑动变阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只．

（1）实验中滑动变阻器应选用R₁．（填“R₁”或“R₂”）
（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的U-I图线，由图可较准确得求出的电源电动势E=1.45V，内阻r=1.80Ω．（保留3位有效数字）
（3）该实验测量的电动势比真实值偏小（填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）估算出电路中最大电流：当变阻器的电阻为零时，由闭合电路欧姆定律可求电路中最大电流，根据额定电流与最大电流的关系，分析并选择变阻器；
（2）由闭合电路欧姆定律分析U-I图象的纵轴截距和斜率的意义，可求出电动势和内阻；
（3）根据电压表的分流作用分析实验误差即可分析电动势与真实值的关系．

解答 解：（1）干电池的电动势约为1.5V，内阻约为2Ω，则电流测量值的最大值为为0.75A，而滑动变阻器R₂的额定电流为0.1A，因此滑动变阻器应选R₁．
（2）由图丙所示U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.46，则电源电动势E=1.45V，
图象斜率表示内阻，则有：$r=\frac{△U}{△I}=\frac{1.45-0.8}{0.36}=1.80Ω$，
（3）本实验中由于电压表的分流，使电流测量值小于真实值，而电压表示数是准确的，当电路短路时，电压表的分流可以忽略不计，故短路电流为准确的，则图象应以短流电流向左下移动，故图象与纵坐标的交点减小，图象的斜率减小，故电动势小于真实值．
故答案为：（1）R₁；（2）1.45；1.80；（3）偏小

点评 本题考查了求电源电动势与内阻，电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻