Question

4．实验室有一个标签看不清的旧蓄电池和定值电阻R₀，为测定旧蓄电池的电动势和定值电阻R₀的阻值，实验室提供如下器材：
A．电压表V（量程6V，内阻约为4kQ）
B．电流表A（量程1A，内阻R_A=10Ω）
C．滑动变阻器R₁（最大阻值20Ω，额定电流2A）
D．电阻箱R（阻值范围0～9 999Ω）
（1）为了测定定值电阻R₀的阻值，甲同学选用了上述器材设计了一个能较准确测出其阻值的电路，如图甲是其对应的实物图，请你将实物连线补充完整．
（2）为测出旧蓄电池的电动势E，乙同学选用了上述器材设计了如图乙所示的电路图．下表是该同学测得的相关数据，请利用测得的数据在图丙的坐标纸上画出合适的图象，并根据画出的图象求得该蓄电池的电动势E=6.1V．（结果保留2位有效数字）

实验次数	1	2	3	4	5
R/Ω	5.0	10.0	15.0	20.0	25.0
I/A	0.83	0.50	0.36	0.26	0.22
$\frac{1}{I}$/A-1	1.2	2.0	2.8	3.7	4.5

（3）丙同学直接用电压表接在该蓄电池两极读出电压表的读数，其结果与乙同学测得的电动势相比偏小（填“偏大”“相等”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）伏安法测量电阻，电流表采取内接，电压表和电流表示数的比值等于定值电阻和电流表内阻之和，根据该规律测出定值电阻的大小．
（2）本题采取安阻法测量电源的电动势和内阻，根据实验的原理推导出R-$\frac{1}{I}$图线，通过图线的斜率求出电源的电动势．
（3）直接用电压表测量电动势由于电压表有内阻，测量的电动势偏小．

解答 解：（1）因不知道定值电阻的电阻值，所以可以使用电流表内接法，此时：R+R_A=$\frac{U}{I}$，所以定值电阻等于电压表和电流表示数的比值减去电流表的内阻．这样测量比较精确．电路图如图所示．
（2）根据E=IR+Ir得，R=E$•\frac{1}{I}$-r，图线的斜率表示电动势，所以横轴表示$\frac{1}{I}$，则E=$\frac{28-0}{5.0-0.4}$=6.1V．
（3）电压表直接接在电源的两端，由于电压表本身有内阻，测量的仍然是电源的外电压，所以测量值偏小．
故答案为：（1）如图所示．（2）如图所示．6.1V，（3）偏小

点评 本题考查电动势和内电阻的测量实验，解决本题的关键掌握实验的原理，会通过图象法求解电源的电动势和内阻，以及知道误差形成的原因．