Question

13．利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻（约为几欧）．要求尽量减小实验误差．

（1）实验电路应该选择图中的甲．（填“甲”或“乙”）
（2）现有电流表（0〜0.6A）、开关和导线若干，以及以下器材：
A．电压表（0〜15V）
B．电压表（0〜3V）
C．滑动变阻器（0〜50Ω）
D．滑动变阻器（0〜500Ω）
实验中电压表应选用B；滑动变阻器应选用C．（填相应器材前的字母）
（3）某实验小组为了探究两种实验方案对测量结果的影响，部分同学采用电路图甲进行实验，作出的U-I图象如图丙所示；另一部分同学采用电路图乙进行实验，作出U-I的图象如图丁所示，该实验小组在讨论实验方案时发现，两种实验方案结合可以消除系统误差，则该干电池的电动势E=U₂，内阻r=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$．（用图中符号表示）

Answer 1

分析 （1）明确电表内阻带来的影响，根据实验原理和误差情况分析电路图；
（2）根据干电池的电动势和内电阻估算值进行分析，从而确定选用的电表；
（3）明确两种接法中电表内阻的影响，从而分析出电动势和内电阻的真实值．

解答 解：（1）由于电流表内阻与电源内阻接近，故如果采用乙电路图时，内阻测量的误差太大，故应采用甲电路图；
（2）一节干电池电动势为1.5V，故电压表应选择3V量程，故选B；因电源内阻较小，因此滑动变阻器采用总阻值较小的C即可准确调节；
（3）采用乙电路图时，由于电流表的分压而存在误差，当外电路断路时，电流表分压可以忽略，此时电压表的示数等于电源的电动势，故E=U₂；
而采用甲电路时，由于电压表的分流而存在误差，当外电路短路时，电压表的分流可以忽略，此时短路电流即为I₁，则可知，内阻r=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$；
故答案为：（1）甲；（2）B；C；（3）U₂；$\frac{{U}_{2}}{{I}_{1}}$

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，本实验要注意明确实验原理，明确实验数据处理的方法，能正确分析实验中误差来源和误差的分析方法．