Question

15．在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中学，具有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω） 
B．电压表V（量程0-3V，内阻约为1000Ω）
C．电流表A（量程0-0.6A，内阻约为1.0Ω）
D．滑动变阻器（0-20Ω，10A）
E．滑动变阻器（0-200Ω，1A）
F．开关和导线若干

（1）某同学设计了如图甲所示的（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是b图所示的电路．在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选D（填写器材前的字母代号）．
（2）通电之前应把滑动变阻器的阻值调至最右边（填“最左边”或“最右边”）
（3）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的U-I图线，由图线可得被测电池的电动势E=1.45V，内阻r=1.00Ω．
（4）考虑电表内阻的影响，按正确图示的连接方式所测得的电源电动势和电源电动势的真实值的关系为：小于（填“大于”，“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析 （1）分析电表内阻，明确误差较小的电路，并根据实验准确性要求确定滑动变阻器；
（2）根据实验安全要求可明确滑动变阻器滑片开始时的位置；
（3）根据闭合电路欧姆定律及图象知识可明确对应的电动势和内阻；
（4）根据电路结构进行分析，明确电表内阻对实验结果带来的误差情况．

解答 解：（1）由于电流表内阻较小，与电源内阻相差不多，为了保证准确性，应采用相对电源的外接法；故应选择b图；因电源内阻较小，故为了便于控制，滑动变阻器应选择总阻值较小的D；
（2）由原理图可知，电路为基本的限流接法，为了保证安全，变阻器的阻值应调至最大，故应滑到最右边；
（3）图象与纵坐标的交点为电源的电动势，由欧姆定律可知，电动势为E=1.45V；
图象的斜率为电源的内阻，r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.45-1.00}{0.45}$=1.00Ω，故内阻约为1.00Ω；
（4）该实验测量的误差主要来自于电压表的分流，即所测的外电压和电流，外电压是准确的，测量的电流偏小，作出如图所示的U-I图线，虚线表示真实图线，实线表示测量图线，可知，测量的电动势小于真实值，测量的内阻小于真实值．
故答案为：（1）b端；D；（2）最右边（3）1.45，1.00； （4）小于

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验原理，知道实验电路图的选择以及图象法的正确应用．