Question

16．用如图所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R₁（阻值10Ω）和R₂（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干．
实验主要步骤：
（ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
（ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
（ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线（U、I都用国际单位）；
（ⅳ）求出U-I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a．
回答下列问题：
（1）电压表最好选用B；电流表最好选用C．
A．电压表（0-3V，内阻约3kΩ）      
B．电压表（0-3V，内阻约15kΩ）
C．电流表（0-200mA，内阻约2Ω）    
D．电流表（0-30mA，内阻约2Ω）
（2）选用k、a、R₁、R₂表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=a，r=k-R₂，代入数值可得E和r的测量值．

Answer 1

分析 （1）根据电路图从减小实验误差的角度分析选择电压表，根据电路最大电流选择电流表．
（2）应用欧姆定律求出图象的函数表达式，然后求出电源电动势与内阻．

解答 解：（1）由图示电路图可知，电压表有分流作用，流过电源的电流大于电流表示数，
电压表分流是造成实验误差的原因，为减小实验误差，应减小电压表分流对实验的影响，
应选择内阻较大的电压表，因此电压表应选择B；通过电路的最大电流约为：
I=$\frac{E}{{R}_{2}+r+{R}_{A}}$=$\frac{3}{5+2+2}$≈0.3A=300mA，则电流表应选择C；
（2）由图示电路图可知，电源电动势：E=U+I（r+R₂），
则：U=E-I（R₂+r），U-I图象的斜率：k=R₂+r，截距：a=E，
则电源电动势：E=a，电源内阻：r=k-R₂；
故答案为：（1）B；C； （2）a；k-R₂．

点评 分析清楚电路结构、知道实验误差来源是选择实验器材的前提与关键；根据电路图与实验原理求出图象的函数表达式是求出电源电动势与内阻的关键．