Question

【題目】在測定一節干電池的電動勢和內阻的實驗中，備有下列器材：

A．干電池E（電動勢約為1.5V，內阻小于1.0Ω）

B．電流表A1（滿偏電流3mA，內阻r1=10Ω）

C．電流表A2（0～0.6A，內阻0.1Ω）

D．滑線變阻器R1（0～20Ω，10A）

F．定值電阻R3（990Ω） G．開關和導線若干

（1）根據題目所給器材所設計的測量電池電動勢和內阻的實驗電路圖_______．

（2）如圖為某一同學根據他所設計的實驗給出的I1、I2圖線（I1為A1的示數，I2為A2的示數），由圖線可求得被測電池的電動勢E＝_________V，內阻r =_________Ω．

（3）用此種方法測得的電動勢E偏________，內阻r偏_________（“大”或“小”）

Answer 1

【答案】 （1）電路圖；

（2）E取值在1.47-1.50之間 r取值在0.77-0.87之間 （3）小 小

【解析】（1）由于沒有電壓表，我們可以把表頭A1及定值電阻串聯充當電壓表使用，利用伏安法測定一節干電池的電動勢和內阻．

（2）表頭的示數與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓處理，則由閉合電路歐姆定律可知：
I1（R3+Rg）=E-I2r即： ；
由圖可知，圖象與縱坐標的交點為1.48mA，則有：1.48mA=；解得E=1.48V；
由圖象可知，圖象的斜率為：0.8×10-3，由公式得圖象的斜率等于，故=0.8×10-3；
解得r=0.8Ω．
（3）采用“等效電源法”分析可知，可把電源與電壓表看做一等效電源，根據閉合電路歐姆定律可知，測量的電動勢是等效電源外電路斷開時的路端電壓，由于等效電源外電路斷開時電源與電壓表組成一閉合電路，所以等效電源的外電斷開時的路端電壓一定小于電源的電動勢，即E測＜E真；同理，電源內阻測量的是等效電源的內阻即電源與電壓表的并聯電阻，由于并聯電阻小于任一支路的電阻，所以內阻測量值偏小，即r測＜r真