Question

【题目】在“测量电源电动势”的实验中，实验室提供的器材如下：待测电源E（放电电流不能太大），电压表（量程大于待测电源电动势），标有长度刻度的均匀电阻丝ab（电阻约15Ω），电键S，一端连有鳄鱼夹P的导线1，其他导线若干。

（1）实验中，用导线1、2、3、4、5和6按右图所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表已调零。闭合电键之前，鳄鱼夹P应置于________（填写“a”或“b”）端。

（2）闭合开关后，反复改变鳄鱼夹P的位置，电压表都有较大的示数但几乎不变，则断路的导线为__________(填数字代号)。

（3）排除故障之后，闭合电键，改变鳄鱼夹P的位置，读出多组电压表读数U和对应的电阻丝长度L，由测得的数据，绘出了如图所示的图线，则电源电动势E=______V(计算结果保留三位有效数字)。应用该实验中的数据_______（选填“能”或“不能”）测出该电源的内阻r。

（4）若考虑到电压表内阻对测量的影响，则电源电动势的测量值_________（填写“等于”、“大于”或“小于”）真实值。

Answer 1

【答案】 b 1 2.86 不能 小于

【解析】（1）由电路图可知，电压表测量ab左侧部分电阻两端的电压；若开始时P滑到a端，则ab被短路，则电源被短路，故为了保证安全，P应置于b端；

（2）电压表有示数说明与电源是相通的，即26是完好的；而示数几乎不变，说明P无法与所测左半部分相连；故说明1导线没有正确接好；

（3）设单位长度的电阻为，由闭合电路欧姆定律可得：，变形可得，则可知，解得E=2.86V；图象的斜率可求，但由于单位长度的电阻值不知，故无法求出内阻r；

（4）可用“等效电源法”分析误差大小：可以把电源与电压表看做一等效电源，则电动势测量值等于外电路断开时“等效电源”两极间的电压，由于电压表不是理想电表，所以有电流通过“电源”，因而路端电压要小于电动势，所以电动势测量值小于真实值即偏小．