Question

20．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：
①干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0Ω）
②電壓表V（0～15V）
③電流表A（0～0.6A、內(nèi)阻0.1Ω）
④電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻R_g=10Ω）
⑤滑動變阻器R₁（0～10Ω、10A）
⑥滑動變阻器R₂（0～100Ω、1A）
⑦定值電阻R₃=990Ω（用于改裝電表）
⑧開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）為了方便且能較準確地進行測量，其中應(yīng)選用的滑動變阻器是R₁（填寫字母代號）
（2）請在線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的實驗電路圖，并在圖1中標上所選用器材的符號．
（3）圖2為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計的實驗，繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表G 的示數(shù)，I₂為電流表A 的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E=1.47V，內(nèi)電阻r=0.90Ω．
（4）考慮電表本身電阻對測量結(jié)果的影響，造成本實驗的系統(tǒng)誤差的原因是電壓表分流

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器應(yīng)起來限流保護作用，并且在使用時要選用易于調(diào)節(jié)的；
（2）由于電流表的內(nèi)阻接近電源的內(nèi)電阻，故若采用相對電源的內(nèi)接法，則測得的內(nèi)阻誤差太大；
（3）由作出的U-I圖可知，圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢；圖象的斜率表示內(nèi)阻．
（4）根據(jù)原理圖，分析電表內(nèi)阻對實驗結(jié)果帶來的影響，從而明確實驗誤差．

解答 解：（1）滑動變阻器起調(diào)節(jié)電路作用，若總電阻太大，則調(diào)節(jié)時電阻變化過大，使電路中電流太小，故應(yīng)選取小一點的電阻，一般約為內(nèi)阻的幾十倍即可；故選R₁；
（2）電路直接采用串聯(lián)即可，定值電阻與電流表G串聯(lián)作為電壓表并聯(lián)在電源兩端，采用的是相對電源的電流表外接法；電路圖如右圖所示；
（3）I₂為零時，表示斷路，I₁=1.45mA 則電動勢E=I₁（R_G+R₃）=1.45V
則內(nèi)電阻 r=$\frac{1.45-1.0}{0.5}$=0.9Ω；
故電源的電動勢E=1.45V，內(nèi)阻r=0.90Ω；
（4）因本實驗采用相對電源的電流表外接法，故由于電壓表的分流作用，而使電流表測量值小于真實值，從而出現(xiàn)誤差；
故答案為：（1）R₁；（2）如右圖；（3）1.45；0.90；（4）電壓表的分流

點評 測電動勢和內(nèi)電阻的實驗高考可較多出現(xiàn)，但考查內(nèi)容相對集中，主要是考查誤差分析、電路的選擇及數(shù)據(jù)的處理；本題中還要注意電壓表是通過改裝得來的，應(yīng)通過計算得出對應(yīng)的電壓值．