Question

【題目】某研究性學習小組欲用如圖所示的電路，測定一節干電池的電動勢和內阻。因電池的內阻較小，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，可供選用的實驗器材還有：

電流表：A（量程0～0．6A，內阻約為0．1Ω）；（量程0～3A，內阻約為0．05Ω）；

電壓表：V（量程0～3 V，內阻約6kΩ）；

定值電阻：R0（阻值1Ω）；（阻值10Ω）；

滑動變阻器：R（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A)；（阻值范圍0～1k Ω、額定電流1A)

①為了調節方便，測量準確，實驗中應選用電流表的量程為____，定值電阻R0的阻值為____，滑動變阻器的阻值范圍為____。

②按正確的器材連接好實驗電路后，接通開關，改變滑動變阻器的阻值R，讀出對應的電流表的示數I和電壓表的示數U，并作記錄。某同學記錄的實驗數據如下表所示，試根據這些數據在圖中畫出U－I圖線______。

	1	2	3	4	5	6
I/A	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.40
U/V	1.32	1.25	1.18	1.18	1.04	0.90

③由圖線得到被測電池的電動勢E=______V，內阻r=_______Ω（結果保留三位有效數字）。

④用該實驗電路測出的電動勢值E測___實際值；內阻r測____實際值。（選填“＞”、“＜”或“＝”）

⑤引起該實驗系統誤差的主要原因是___。

A．由于電壓表和電流表讀數不準確引起誤差

B．由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數總比變阻器和保護電阻的電壓大

C．由于電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比電源實際電流小

D．保護電阻R0的使用

Answer 1

【答案】 0～0.6A 1Ω 0～10Ω 見解析 E=1.45V （1.41~1.49均可） r=1.37 （1.28~1.45均可） <(小于) <（小于） C

【解析】（1）由于電源是一節干電池（1.5V）；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，故選1Ω；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）畫出的U-I圖像如圖；

（3）由圖像可得：E=1.45V；

（4）由于電壓表分流導致電流表測量結果偏小，分別作出真實圖象和測量圖象； 當外電路短路時，電壓表的分流可以忽略；故兩種情況下短路電流相同；如圖所示；

由圖可知：E測＜E真，r測＜r真．

（5）由以上的分析可知，引起該實驗系統誤差的主要原因是電壓表的分流作用造成電流表讀數總是比電源實際輸出的電流小，故選C.