Question

某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池（电动势约为4.5V，内阻约为1.5Ω），现要测量这个电池的电动势和内阻，他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器 (最大阻值为12Ω，),一只电压表（量程为3V,内阻约为15kΩ），一只电流表（量程为 0.6A,内阻约为2Ω），一个定值电阻＝5 Ω和若干导线。

（1）该同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路，开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到_________(填最大、最小)。
（2）断开开关S，调节滑动变阻器的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电流表的示数．改变滑动变阻器滑片的位置，多次重复上述操作，可得到多组电压值及电流值，并以为纵坐标，以为横坐标，画出的关系图线(该图线为一直线)，如图乙所示．由图线可求得电池组的电动势＝____V，内阻＝______Ω.(保留两位有效数字)
（3）利用该实验电路测出的电动势和内阻与真实值和相比，理论上____，______ (填“＞”“＜”或“＝”)．引起该实验系统误差的主要原因是___________.

Answer 1

(1)最大；(2) ＝4.3或4.4V，＝5.7或5.8Ω.(保留两位有效数字)
（3）E_测<E_真，r_测<r_真(填“>”“<”或“＝”)，
系统误差的主要原因是电压表的分流

试题分析：(1) 开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到最大，以保证闭合开关后电表不会因为示数太大而被烧坏（2）图像中图线与纵坐标的交点为电源电动势，所以电动势为4.3V，图线的斜率表示电源内阻5.7Ω（3）干路电流为两支路电流之和，所以电流表的示数要比真实的干路电流偏小，所以短路电流比真实值偏小，斜率偏小，所以，r_测<r_真，由于有电压表的分流作用，短路电流比真实的电流要小，真实的图线与纵坐标的交点偏大，所以E_测<E_真
点评：本题难度较大，由闭合电路欧姆定律可知图像与纵坐标、横坐标交点、斜率的意义，最难的一点是误差的分析，这要求学生对并联分流原理要有清楚的认识