Question

19．某同学利用理想电压表和电阻箱测定干电池的电动势和内阻，使用的器材还包括定值电阻（R₀=5Ω）一个，开关两个，导线若干，实验原理图如图（a）
①在图（b）的实物图中，已正确连接了部分电路，请完成余下电路的连接．
②请完成下列主要实验步骤；
A、检查并调节电压表指针指零；调节电阻箱，示数如图（c）所示，读得电阻值是20；
B、将开关S₁闭合，开关S₂断开，电压表的示数是1.49V；
C、再将开关S₂闭合，电压表的示数是1.16V；断开开关S₁．
③使用测得的数据，计算出干电池的内阻是0.69（计算结果保留二位有效数字）．
④如果所用电压表不是理想电压表，所以测得的电动势比实际值偏小（填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 ①根据电阻箱的读数方法可得出电阻箱接入的电阻值；
②开关s₁闭合，开关s₂断开时，电压表直接并联在电源两端，其示数即可电源的电动势；再将开关s₂闭合时电压表的示数，利用闭合电路欧姆定律可得出电源的电动势；
③根据闭合电路的欧姆定律可分析电压表内阻不是无穷大时的示数与真实值的大小关系．

解答 解：①先将串联部分用导线连接，再将电压表并联在滑动变阻器及开关S₂的两端；
电阻箱只有×10档位有示数为2，故电阻箱的接入电阻应为2×10=20Ω；
②A、由题意可知，电源的电动势为1.49V，当接入电阻箱时，路端电压为1.16V；由电路欧姆定律可知电路中电流为：I=$\frac{1.16}{20}$=0.058A；
则内电阻与R₀之和为r+R₀=$\frac{1.49-1.16}{0.058}$=5.69Ω；故内电阻r=5.69-5=0.69Ω；
③、将开关S₂ 闭合，电压表的示数是1.16V；断开开关S₁．
④、因电压表内阻不能忽略，故电路中电流存在，电压表示数为电源的输出电压，要比电动势要小；
故答案为：①如图；（2）20Ω；（3）0.69Ω；（4）小．

点评 本题在求内阻时要注意电压表测得的并非路端电压而是路端电压减去R0两端的电压，故在求内阻时应减去R₀．