Question

2．在测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势ε和内 阻r（约几欧）的实验中，实验室提供了下列器材：电压表V₁（量程3V，内阻1kΩ）、电压表V₂（量程15V，内阻2kΩ）、电阻箱（0-9999Ω）、电键、导线若干．某同学用量程15V的电压表连接成如图所示的电路，实验步骤如下：
（1）闭合电键S，将电阻箱R阻值调到R₁=10Ω，读得电压表的示数为U₁．
（2）电阻箱R阻调到R₂=20Ω，读得电压数的示数为U₂．
由方程组U₁=ε-$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}r}$，U₂=ε-$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}r}$，解出ε、r．为了减少实验误差，上述实验在选择材和实验步骤中，应作哪些改进？

Answer 1

分析 分析实验过程，明确实验原理，从而明确实验中容易造成误差的原因，重点分析电表量程是否符合、数据分析方法是否正确；从而确定需要改进的方法．

解答 解：两节干电池串联而成的电池组的电动势E约为3V，选量程为15V的电压表，指针最大偏转不及其满刻度的$\frac{1}{3}$，所以电压表应改选电压表V₁；本实验中采用了代数的方法求解，仍取两组数据，误差较大，为了减小偶然误差，应改变电阻箱的阻值R，读取若干个对应的电压表读数U，而后对应计算各个电流值I=$\frac{U}{R}$．再作出U-I图线，由图象法得出E、r．
故答案为：电压表应改选电压表V₁；应改变电阻箱的阻值R，读取若干个对应的电压表读数U，而后对应计算各个电流值I=$\frac{U}{R}$．再作出U-I图线，由图象法得出E、r．

点评 对于电学实验重点考查的内容包括：仪表的选择、电路的选择和接法、数据处理以及误差分析等，要注意在做题中认真体会，能确定最优方案，使误差降到最低．