Question

某同学采用如图甲所示的电路测定一节干电池的电动势和内电阻．提供的器材有，电压表（0～3V）、电流表（0～0.6A）、滑动变阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只．①实验中滑动变阻器应选用______ （填“R₁”或“R₂”）．在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U-I图线，由图可求出该电源电动势E=______V；内阻r=______Ω．（保留三位有效数字）
②在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路．
③电动势测量值______真实值，内电阻测量值______真实值．（ 填＜，＞，=）

Answer 1

【答案】分析：（1）因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．由闭合电路欧姆定律分析U-I图象的纵轴截距和斜率的意义，可求出电动势和内阻．
（2）对照电路图，按顺序连接电路．
（3）本实验中误差来自由没有分析电流表与电压表的内阻；则通过电表对电路的影响作出真实值与测量值间的图象，由图象可分析其误差情况；
解答：解：（1）滑动变阻器在选择时要求阻值大于待测电阻阻值，但阻值也不能太大，那样调节不方便，故滑动变阻器应选R₁．
由闭合电路欧姆定律U=E-Ir得知，当I=0时，U=E，U-I图象斜率的绝对值等于电源的内阻，纵截距即为电动势E=1.46V
   r===1.78Ω．
（2）对照电路图，按电流方向连接电路，如图所示．
（3）图中由于电压表测量值小于电源真实的路端电压；但当外电路断开时，电流表的分压可以忽略，故本接法中电动势是准确的；而测量的电压小于真实值，故由图象可知测量的内阻大于真实值；
故答案为：①R₁；1.46；1.78；②如图所示；
③=；＞
点评：本题中误差分析采用图象法，关键在于明确电表内阻对测量结果的影响；注意极限法的应用从而正确得出图象．