Question

3．實(shí)驗(yàn)室中備有下列器材：蓄電池、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、保護(hù)電阻R₀、開關(guān)、導(dǎo)線，
（1）在圖1中，利用這些器材設(shè)計(jì)出測(cè)量蓄電池的電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的原理圖，要求利用保護(hù)電阻防止電源短路．

（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)定U、I數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，如圖2所示，則電動(dòng)勢(shì)E=U₀，內(nèi)阻r=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$，
（3）電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值與真實(shí)值相比偏小，內(nèi)阻的測(cè)量值與真實(shí)值相比偏�。ㄌ钇�大、相等、偏小）

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，正確選擇電流表的接法；
（2）把R₀等效為電源內(nèi)阻，電源U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源等效內(nèi)阻；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析，根據(jù)電表內(nèi)阻帶來的影響分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）由給出器材可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用伏安法測(cè)量電動(dòng)動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，由于電源內(nèi)阻較小，故采用電流表相對(duì)電源的外接法；為了防止短路，將保護(hù)電阻直接與電源相連；原理圖如圖所示；
（2）由U=E-I（R₀+r）及數(shù)學(xué)規(guī)律可知，圖象中U₀表示電源的電動(dòng)勢(shì)；圖象的斜率表示內(nèi)阻與保護(hù)電阻之和，故r=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$；
（3）相對(duì)于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測(cè)量值偏小，當(dāng)外電路短路時(shí)，電流測(cè)量值等于真實(shí)值，作出電源的U-I圖象真實(shí)值和測(cè)量值，如圖所示，由圖象可知，電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值小于真實(shí)值，電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值
故答案為：（1）如圖所示；（2）U₀； $\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$； （3）偏小；偏�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)的處理，要求能正確分析誤差的來源，并能用圖象法求出電勢(shì)和內(nèi)電阻以及進(jìn)行誤差分析問題．