Question

19．某学习小组在用伏安法测定一节常用干电池的电动势和内阻的实验中，实验室备有下列器材：
A．待测干电池
B．电流表A （量程0-0.6A，内阻约为0.5Ω）
C．电压表 V（量程0-0.6V，内阻为R_V=2000Ω）
D．定值电阻R₀=4000Ω
E．滑动变阻器R（0-20Ω）
F．开关和导线若干

①为了达到实验目的，在图1方框中完成实验电路图．（图中电压表V与定值电阻R₀已连接好）
②该小组同学连接好实验电路，测出七组实验数据，并利用测出的数据直接绘出了U-I图线（I为电流表A的示数，U为电压表 V的示数）如图2所示，若把电流表和改装后的电压表当成理想电表，则根据图线可得被测电池的电动势E=1.50V，内阻r=1.08Ω．
③该实验测得的电动势和内阻的值与真实值存在误差，产生误差的原因可能是电压表分流导致误差．

Answer 1

分析 根据欧姆定律和串联的知识求出I₁和电源两端电压U的关系，根据图象与纵轴的交点求出电动势，由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流，则可求得内阻．

解答 解：（1）由题意可知，电压表量程较小，故串联一个电阻来扩大电压表量程；再采用相对于电源的电流表外接法进行测量；如图所示；
（2）根据图象与纵轴的交点得电动势为：
U=0.50（$\frac{2000+4000}{2000}$）=1.50V；
与横轴的交点可得出路端电压为1.0V时电流是0.4A，
由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可得，电源内阻为：
r=$\frac{E-U}{I}$=.$\frac{1.50-0.96}{0.5}$≈1.08Ω；
（3）本实验中由于电压表的分流导致电流表示数小于需要的电流值；
故答案为：（1）如图所示；②1.50，1.08；（3）电压表的分流导致误差．

点评 伏安法测电源电动势与内阻实验，相对于电源来说，电流表采用外接法时，由于电压表分流，使所测电流偏大，给实验带来实验误差；本实验中用两个电流表测电流，处理实验数据时横坐标是电路总电流，消除了电压表分流带来的实验误差，该方法是测电源电动势与内阻的好方法．