Question

17．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，某同學設(shè)計出了如圖1所示的電路進行實驗，由于電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護作用，處電池、開關(guān)和導線外，可供使用的實驗器材還有：
a．電壓表（量程3V、15V）；
b．電流表（量程0.6A、3A）；
c．定值電阻（阻值2Ω、額定功率5W）；
d．定值電阻（阻值10Ω、額定功率10W）；
e．滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）；
f．滑動變阻器（阻值范圍0～100Ω、額定電流1A）

（1）要正確完成實驗，電壓表的量程應(yīng)選擇3V，電流表的量程應(yīng)選擇0.6A．R₀應(yīng)選擇2Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是0-10Ω的滑動變阻器．
（2）引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流作用，使電流表的讀數(shù)偏�。�
（3）如圖2所示的U-I圖象上是實驗測得的7組數(shù)據(jù)標出的點，請你完成圖線，并由圖線求出E=1.50V，r=0.58Ω．
（4）若只選用兩組數(shù)據(jù)，用歐姆定律算出E、r有可能誤差較大，若選用第5組和第6組數(shù)據(jù)誤差最大．

Answer 1

分析 由歐姆定律估算電路中的電流，根據(jù)安全及準確性原則可選出電流表及電壓表；根據(jù)電源內(nèi)阻的大小可判斷保護電阻的大小，及滑動變阻器的阻值大��；根據(jù)電路圖連接實物圖，根據(jù)U-I圖象做坐標軸的交點求解電動勢和內(nèi)阻．根據(jù)圖象可明確哪些點誤差最大．

解答 解：（1）一節(jié)干電池電動勢一般約為1.5V，由此知電壓表量程應(yīng)選擇3V
   為使滑動變阻器滑動時電表示數(shù)有明顯變化，應(yīng)使R₀+R與電源內(nèi)阻r盡可能接近，因r較小，則考慮選擇2Ω的定值電阻c；估算電流時，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω不方便調(diào)節(jié)．
（2）本實驗中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，
（3）根據(jù)U-I圖象可知，與U軸的交點表示電動勢，所以E=1.50V，
r=$\frac{1.5-1.0}{0.85}$=0.58Ω
（4）由圖可知，5、6兩點離圖象較遠，故使用這兩點時誤差較大；
故答案為：（1）3，0.6，2，0-10
（2）電流表的分流作用，使電流表的讀數(shù)偏��；
（3）圖象如圖所示；1.50；0.58；
（4）5、6；

點評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗中儀表的選擇以及數(shù)據(jù)的處理問題；實驗儀器的選擇是考試中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，在學習中要注意掌握好其安全、準確的原則；同時注意滑動變阻器的電路中的應(yīng)用規(guī)律．