Question

9．用如圖1所示電路，測定一節干電池的電動勢和內阻．電池的內阻較小，為了防止在調節滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R₀起保護作用．除電池、開關和導線外，可供使用的實驗器材還有：

（a）電流表（量程0.6A）、（b）電流表（量程3A）；
（c）電壓表（量程3V  ）    （d） 電壓表（量程15V）；
（e）定值電阻（阻值1Ω、額定功率5W）；
（f）定值電阻（阻值10Ω、額定功率10W）；
（g）滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）；
（h）滑動變阻器（阻值范圍0～100Ω、額定電流1A）．
（1）要正確完成實驗，電流表應選擇a；電壓表應選擇c定值電阻R₀應選擇e，滑動變阻器R應選擇g．
（2）引起該實驗系統誤差的主要原因是電流表的分壓．
（3）根據描出的圖象（圖2）可得E=1.49V，r=0.91Ω

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律估算電路中的電流，根據安全及準確性原則可選出電流表及電壓表；根據電源內阻的大小可判斷保護電阻的大小，及滑動變阻器的阻值大小；
（2）分析電路中的各電表的特點，找出其產生的作用，即可得出誤差產生的原因．
（3）根據閉合電路歐姆定律進行分析，再結合圖象的性質即可明確電源的電動勢和內電阻．

解答 解：（1）由于電源是一節干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表；估算電流時，考慮到干電池的內阻一般幾Ω左右，加上保護電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；由于電池內阻很小，所以保護電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，故定值電阻選擇e；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現開始幾乎不變最后突然變化的現象．
（2）關于系統誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小．本實驗中由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數總是比測量值小；
（3）由U=E-Ir可知，圖象與縱坐標的交點表示電源的電動勢，圖象的斜率表示內電阻，故由圖可知E=1.49V；
內阻R₀+r=$\frac{1.49-0.8}{0.36}$=1.91Ω；故r=1.91-1=0.91Ω；
故答案為：（1）a，c，eg；（2）電流表的分壓作用；（3）1.49；0.91．

點評 本題考查測量電源的電動勢和內電阻的實驗，實驗儀器的選擇是考試中經常出現的問題，在學習中要注意掌握好其安全、準確的原則，同時注意滑動變阻器的電路中的應用規律．