Question

15．要测量某电源的电动势E及内阻r（E约为6V，r约为1.5Ω）器材有量程3V的电压表V，量程0.6A的电流表A，固定电阻R=8.5Ω，滑动变阻器R′（0-10Ω），开关S，导线若干．
（1）请根据所给的测量电路图，用笔画线代替导线来完成实物连接图．
（2）实验中，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则可以求出E=$\frac{{I}_{1}{U}_{2}{-I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．（用I₁，I₂，U₁，U₂及R表示）
（3）该实验的系统误差主要是由电压表分流引起的．由于系统误差，内电阻的测量值r_测小于真实值r_真（选填“小于”、“等于”或“大于”）
（4）误差有系统误差和偶然误差两种，利用画U-I图线求点董事和内电阻的优点在于可以尽量减小偶然误差（选填“系统”或“偶然”）

Answer 1

分析 （1）对照电路图连接实物图即可；
（2）根据闭合电路欧姆定律列方程求解即可；
（3）由图可知，电压表测量为电源的输出电压，电压表示数没有误差，但电流表测量的却是外电路中一部分电路中的电压，故可知误差来自于电压表的分流； 
（4）应用图象法处理实验数据可以减小偶然误差．

解答 解：（1）对照电路图连接实物图，如图所示：

（2）实验中，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．
根据闭合电路欧姆定律，有：
E=U₁+I₁（r+R）
E=U₂+I₂（r+R）
联立解得：
E=$\frac{{I}_{1}{U}_{2}{-I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$
（3）由图示电路图可知，由于电压表分流作用，电流测量值小于流过电源的真实值，由此可知，该实验的系统误差主要是由电压表的分流引起的；由于电流的测量值小于真实值，该实验中电动势的测量值小于真实值，内阻测量值小于电源内阻真实值．
（4）利用图象法处理实验数据，可以消除偶然误差，但不能消除系统误差．
故答案为：（1）如图所示；（2）$\frac{{I}_{1}{U}_{2}{-I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；（3）电压表分流，小于；（4）偶然

点评 本题关键明确实验原理，然后根据闭合电路欧姆定律列式求解电动势和内电阻，难度适中．