Question

2．某同學用如下器材來測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻：
①干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)阻小于1.0Ω）
②電壓表V（0-3V、內(nèi)阻月3KΩ）
③電流表A（0-0.6A、內(nèi)阻約0.1Ω）
④滑動變阻器R₁（0-10Ω、10A）
⑤滑動變阻器R₂（0-1000Ω、1A）
⑥開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）該同學設(shè)計了如圖甲所示的電路圖，在閉合開關(guān)前應(yīng)該把滑動變阻器滑片滑到a端（填“a”或“b”）；
（2）為了操作操作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）；
（3）圖乙為該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，繪出的U-I圖線，由圖線可求得被測電池的電動勢E=1.47V，內(nèi)電阻r=0.72Ω．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（4）由于電壓表的分流作用，使測出的E_測與真實值比較：E_測＜E_真（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，閉合開關(guān)前滑片應(yīng)置于阻值最大處；
（2）為方便實驗操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器；
（3）電源U-I圖象與縱軸交點坐標值是電動勢的測量值，圖象斜率是電源內(nèi)阻測量值．
（4）由電路圖可知，電流表采用了內(nèi)接法，由于電壓表的分流產(chǎn)生了系統(tǒng)誤差．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，滑動變阻器采用限流接法，為保護電路安全，在閉合開關(guān)前應(yīng)該把滑動變阻器滑片滑到a端；
（2）為了操作操作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；
（3）由圖象可知，電動勢測量值E_測=1.47V，電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.47-1.00}{0.65}$≈0.72Ω；
（4）由圖甲所示電路圖可知，電流表采用了內(nèi)接法，由于電壓表的分流，使電流表所測電流小于流過電源的電流；
實驗誤差來源于電壓表的分流，電動勢和內(nèi)阻測量值和真實值之間的關(guān)系為：E_測=$\frac{r{R}_{V}}{r+{R}_{V}}$E_真，r_測=$\frac{{{r}_{真}R}_{V}}{{R}_{V}+{r}_{真}}$，電源電動勢與內(nèi)阻測量值都小于真實值；
故答案為：（1）a；（2）R₁；（3）1.47；0.72；（4）＜．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗器材的選擇、實驗數(shù)據(jù)處理與實驗誤差分析，知道實驗原理是解題的關(guān)鍵；電學實驗產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差一般都來自電壓表的分流和電流表的分壓，正確分析誤差是解答本題的關(guān)鍵，同時要結(jié)合數(shù)學知識理解圖象斜率和截距的含義．