Question

在實驗室測量兩個直流電源的電動勢和內電阻．電源甲的電動勢大約為4.5V，內阻大約為1.5Ω；電源乙的電動勢大約為1.5V，內阻大約為1Ω．由于實驗室條件有限，除了導線、開關外，實驗室還能提供如下器材：
A．量程為3V的電壓表V
B．量程為0.6A的電流表A₁
C．量程為3A的電流表A₂
D．阻值為4.0Ω的定值電阻R₁
E．阻值為100Ω的定值電阻R₂
F．最大阻值為10Ω的滑動變阻器R₃
G．最大阻值為100Ω的滑動變阻器R₄
（1）選擇電壓表、電流表、定值電阻、滑動變阻器等器材，采用圖1所示電路測量電源甲的電動勢和內電阻．
①定值電阻應該選擇    （填D或者E）；電流表應該選擇    （填B或者C）；滑動變阻器應該選擇    （填F或者G）．
②分別以電流表的示數I和電壓表的示數U為橫坐標和縱坐標，計算機擬合得到如圖2所示U-I圖象，U和I的單位分別為V和A，擬合公式為U=-5.6I+4.4．則電源甲的電動勢E=    V；內阻r=    Ω（保留兩位有效數字）．

③在測量電源甲的電動勢和內電阻的實驗中，產生系統誤差的主要原因是   
A．電壓表的分流作用
B．電壓表的分壓作用
C．電流表的分壓作用
D．電流表的分流作用
E．定值電阻的分壓作用
（2）為了簡便快捷地測量電源乙的電動勢和內電阻，選擇電壓表、定值電阻等器材，采用圖3所示電路．
①定值電阻應該選擇    （填D或者E）．
②實驗中，首先將K₁閉合，K₂斷開，電壓表示數為1.48V．然后將K₁、K₂均閉合，電壓表示數為1.23V．則電源乙電動勢E=    V；內阻r=    Ω（小數點后保留兩位小數）．

Answer 1

【答案】分析：（1）①根據安全性原則、準確性原則、與方便操作性原則選擇實驗器材；
②電路斷路時的路端電壓是電源電動勢，短路電阻為電源內阻，根據表達式求出電動勢與內阻；
③根據電路圖分析系統誤差原因．
（2）用圖3所示電路測電動勢與內阻，為減小實驗誤差，定值電阻阻值應小一點；根據實驗步驟及歐姆定律求出電動勢與內阻．
解答：解：（1）①測電動勢是1.5V，內阻為1Ω的電源電動勢與內阻實驗時，短路電流為1.5A，如果用量程為3A電流表，則讀數誤差太大，因此電流表應選B；
電流表選B，測電動勢為4.5V電源電動勢與內阻實驗時，電路最小電阻為R===7.5Ω，考慮電源內阻、滑動變阻器電阻，因此定值電阻應選D；
為方便實驗操作，滑動變阻器應選F．
②由表達式U=-5.6I+4.4可知，電源電動勢為：E=4.4V，內阻為：r=≈1.3Ω；
③由電路圖可知，電流表的分壓會造成實驗誤差，故選C．
（2）①用圖3所示電路測電動勢與內阻，定值電阻適當小一點，實驗誤差小，因此定值電阻應該選擇D．
②由電路圖可知，K₁閉合，K₂斷開，電壓表示數為電源電動勢，電壓表示數為1.48V，則電源乙電動勢為：E=1.48V；
K₁、K₂均閉合，電壓表示數為1.23V，電壓表測路端電壓，此時電路電流為：I===0.3075A，
電源內阻為：r==≈0.81Ω；
故答案為：（1）①D、B、F；②4.4；1.3；（2）①D；②1.48；0.81．
點評：本題考查了實驗器材的選擇，實驗數據處理，要正確實驗器材的選取原則，理解實驗原理是正確解題的關鍵．