Question

【题目】为测定两节干电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：

A．待测的干电池（每节电池电动势约为1.5V，内阻均小于1.0Ω)

B．电流表A1（量程0～3mA，内阻Rg1=10Ω)

C．电流表A2(量程0～0.6A，内阻Rg2=0.1Ω)

D．滑动变阻器R1(0～20Ω,10A)

E．滑动变阻器R2(0～200Ω,lA)

F．定值电阻R0(990Ω)

G．开关和导线若干

（1）某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲中所示的（a(b)两个参考实验电路，其中合理的是______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____(填写器材前的字母代号）．

（2）该同学从图甲中选出的合理的实验电路后进行实验，利用测出的数据绘出I1―I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数，在分析干路电流时，R0所在支路电流可忽略），如图乙所示，已知图像的斜率大小为k，纵截距为b，则两节干电池的电动势E=________,一节干电池的内阻r0=_________。（用题中所给的各物理量的符号表示）

（3）由于电表都不是理想电表，该同学按照从图甲中选出的合理的实验电路测出的数据存在系统误差，即E测_______E真，r测_______r真。（填“>“，”<“或”=“）

Answer 1

【答案】 （1）（b） D （2）b(R0 + Rg1) K(R0 + Rg1)/2 （3）< <

【解析】（1）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表．a、b两个参考实验电路，其中合理的是b，因为电源的内阻较小，所以应该采用总阻值较小的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选D．
（2）由欧姆定律可得： 解得 ，则， ，因 ，则 ， ，一节电池的内阻为：
（3）由图甲可知，由于电压表的分流，电流表测量出来的电流总是小于电源的总电流，而且电压表示数越大，电流的测量值与真实值差异越大，作出U-I的真实图象，如图蓝线所示，图象与纵坐标的交点表示电源的电动势，则电池电动势测量值小于真实值；斜率表示内阻，可知内阻测量值也偏小；