Question

8．用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：
A．电压表V₁（量程0～3V）B．电压表V₂（量程0～15V）
C．电流表A₁（量程0～3A） D．电流表A₂（量程0～0.6A）
E．变阻器R₁（总电阻20Ω）   F．变阻器R₂（总电阻100Ω）
G．以及电键S和导线若干．

（1）应选择的器材有（填代号）ADEG
（2）请在图1的方框中画出实验电路图
（3）实验误差分系统误差和偶然误差两种．该实验的系统误差主要是由电压表有分流作用引起的．用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的偶然误差．
（4）图2所示的U-I图上是由实验测得的7组数据标出的点，请你完成图线．由图线求出E=1.5V，r=0.5Ω．

Answer 1

分析 （1）根据实验原理可得出实验中需要的仪器；
（2）根据实验原理得出正确的实验原理图；
（3）由图可知，电压表测量为电源的输出电压，电压表示数没有误差，但电流表测量的却是外电路中一部分电路中的电压，故可知误差来自于电压表的分流；
（4）采用描点法作图，图象中偏离较远的点误差较大； 图象纵坐标的交点为电源的电动势，图象的斜率表示电源的内阻．

解答 解：（1）一节干电池的电动势为1.5V，电压表应选择A；由图可知，测量的最大电流为0.6A，故电流表选择D；因电动势较小，故滑动变阻器选择E即可，另外还需要导线开关等；故选择器材为：ADEG；
（2）本实验只需要采用滑动变阻器控制电流即可，故采用一般的限流接法；电源内阻较小，故相对于电源来说，电流表选用外接法；原理图如下；
（3）通过对原理图的分析可知，本实验的误差来自于电压表的分流，使电流表测量结果不准确；多次测量只能减小偶然误差；
（4）利用描点法可正确画出图象，注意让直线尽量多的穿过点，不能穿过的均匀分布在直线的两侧，具体图象如下所示：

（3）根据闭合电路欧姆定律E=U+Ir可知，U=E-Ir，因此在U-I图线中，图象的斜率表示电源的内阻，有图象可知：r=k=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.2}{0.6}$≈0.50Ω，在范围0.48～0.55内皆可．与纵轴的交点为电源的电动势，故E=1.50V；
故答案为：（1）ADEG；（2）如图所示；（3）电压表有分流作用、偶然；（4）1.50，0.5．

点评 本题考查测定电动势和内阻的实验，本实验要特别注意数据的处理，能正确应用图象并结合函数关系进行分析得出结果．