Question

3．用伏安法测一节干电池的电动势ε和内电阻r，所给的器材有：
A：电压表：0-3-15V；
B：电流表：0-0.6-3A；
C：变阻器R₁（总电阻20Ω），以及电键S和导线若干．

①实验电路图应该选图1中乙图（填“甲”或“乙”）．
②电压表应选用的量程为0-3V；
电流表应选用的量程为0-0.6A．
③如图2所示的U-I图上是由实验 测得的7组数据标出的点，请你画出U-I图线，并由图线求出ε=1.55V，r=0.55Ω．
④若考虑电表内阻对测量结果的影响，则r_测小于r_真．

Answer 1

分析 待测电池应用旧电池，所以不允许通过大电流，否则电池很快发热而导致测量不准，从而若用选取电流表和电压表的量程；由电流表的读数要求结合闭合电路欧姆定律可求出电路中需要的最大电阻，从而可选出变阻器；根据U=E-Ir可知斜率和截距的含义，从而根据求出U-I图象可求出E和r．分析电表的内阻所产生的误差即可．

解答 解：①由于电池内阻远小于电压表内阻，所以电流表应选外接法（相对电源来说）；故选乙图；
②因电源电动势为1.5V，所以电压表应选用0-3V；
因为电池不允许通过大电流，所以电流表应选用0-0.6A，
③图线如图所示，由U=E-Ir可知，E=1.52V，r=$\frac{1.52-1.0}{0.95}$Ω=0.55Ω

④由图示可知，伏安法测电阻相对于电源来说采用电流表外接法，由于电压表分流作用，电流表测量值偏小，当外电路短路时，电流测量值等于真实值，电源的U-I图象如图所示，由图象可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值；内阻也小于真实值；

故答案为：①乙；②0-3V；0-0.6A  ③如图所示； 1.52、0.55；④小于

点评 本题全面考查了测电动势和内阻的实验，要注意实验误差分析，分析清楚电路结构、知道实验误差的原因、应用图象进行分析即可正确解题．