Question

某同學利用電壓表和電阻箱測定干電池的電動勢和內阻，使用的器材還包括定值電阻（R₀=5Ω）一個，開關兩個，導線若干，實驗原理圖如圖 （a）所示．
（1）在圖（b）所示的實物圖中，已正確連接了部分電路，請完成余下電路的連接．
（2）請完成下列主要實驗步驟；
A．檢查并調節電壓表指針指零；調節電阻箱，示數如圖（c）所示，讀得電阻值是

20Ω

．
B．將開關s₁閉合，開關s₂斷開，電壓表的示數是1.49V；
C．將開關s₂閉合，電壓表的示數是1.16V；斷開開關s₁．
（3）使用測得的數據，計算出干電池的內阻是

0.69Ω

（計算結果保留二位有效數字）．
（4）由于所用電壓表不是理想電壓表，所以測得的電動勢比實際值偏

小

 （填“大”或“小”）．

Answer 1

分析：（1）由原理圖可知各元器件為串聯關系，根據已接部分再將其他部分串接，電壓表并聯在電阻箱兩端；
（2）根據電阻箱的讀數方法可得出電阻箱接入的電阻值；
（3）開關s₁閉合，開關s₂斷開時，電壓表直接并聯在電源兩端，其示數即可電源的電動勢；再將開關s₂閉合時電壓表的示數，利用閉合電路歐姆定律可得出電源的電動勢；
（4）根據閉合電路的歐姆定律可分析電壓表內阻不是無窮大時的示數與真實值的大小關系．

解答：解：（1）由原理圖可知，兩電鍵與電阻箱為串聯關系，將其連接在電源的兩端即可；電壓表并聯在電阻箱兩端，故連線如圖所示；
（2）電阻箱只有×10檔位有示數為2，故電阻箱的接入電阻應為2×10=20Ω；
（3）由題意可知，電源的電動勢為1.49V，當接入電阻箱時，路端電壓為1.16V；由電路歐姆定律可知電路中電流為：I=

1.16

20

A=0.058A；
則內電阻與R₀之和為r+R₀=

1.49-1.16

0.058

=5.69Ω；故內電阻r=5.69-5=0.69Ω；
（4）因電壓表內阻不能忽略，故電路中電流存在，電壓表示數為電源的輸出電壓，要比電動勢要小；
故答案為：（1）如圖；（2）20；（3）0.69；（4）小．

點評：本題在求內阻時要注意電壓表測得的并非路端電壓而是路端電壓減去R0兩端的電壓，故在求內阻時應減去R₀．