Question

19．某同學用伏安法測一節干電池的電動勢和內阻，現備有下列器材：

A．被測干電池一節
B．電流表1：量程0～0.6A，內阻約為0.1Ω
C．電流表2：量程0～3A，內阻未知
D．電壓表1：量程0～3V，內阻未知
E．電壓表2：量程0～15V，內阻未知
F．滑動變阻器1：0～10Ω，2A
G．滑動變阻器2：0～100Ω，1A
H．開關、導線若干
伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中，由于電流表和電壓表內阻的影響，測量結果存在系統誤差，在現有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻．
（1）在上述器材中請選擇適當的器材（填寫器材前的字母）：電流表選擇B，電壓表選擇D，滑動變阻器選擇F
（2）實驗電路圖應選擇上圖中的乙（填“甲”或“乙”）；
（3）根據實驗中電流表和電壓表的示數得到了如圖丙所示的U-I圖象，利用圖線可知干電池的電動勢E=1.5V，內電阻r=1.0Ω．
（4）電動勢測量值真實值，內阻測量值小于真實值（選填“大于、小于或等于”）．

Answer 1

分析 （1）實驗中要能保證安全和準確性選擇電表；
（2）本實驗應采用電阻箱和電壓表聯合測量，由實驗原理可得出電路原理圖；
（3）由原理利用閉合電路歐姆定律可得出表達式，由數學關系可得出電動勢和內電阻．
（4）根據實驗原理分析誤差情況．

解答 解：（1）在上述器材中請選擇適當的器材：由于電流計較小，為了讀數準確，電流表選擇B；電動勢約為1.5V，故電壓表應選擇3V量程的D；由于內阻較小，故滑動變阻器阻值較小有利于電表的數值變化，減小誤差，故選F．
（2）因電流表內阻接近電源內阻，故電流表應采用相對電源的外接法，故選乙圖；
（3）由U-I圖可知，電源的電動勢為：E=1.50V；
內電阻為：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1}{0.5}$=1.0Ω；
（4）由圖示可知，伏安法測電阻相對于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值偏小，當外電路短路時，電流測量值等于真實值，電源的U-I圖象如圖所示，

由圖象可知，電動勢測量值小于真實值，電源內阻測量值小于真實值，
故答案為：（1）B；D；F；（2）乙（3）1.5；1.0（4）小于．

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，本題為設計性實驗，在解題時應注意明確實驗的原理；并且要由實驗原理結合閉合電路歐姆定律得出表達式，由圖象得出電動勢和內電阻．