Question

（2013·北京西城一模）（18分）在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻。电源甲的电动势大约为4.5V，内阻大约为1.5Ω；电源乙的电动势大约为1.5V，内阻大约为1Ω。由于实验室条件有限，除了导线、开关外，实验室还能提供如下器材：

A. 量程为3V的电压表V

B. 量程为0.6A的电流表A₁

C. 量程为3A的电流表A₂

D. 阻值为4.0Ω的定值电阻R₁

E. 阻值为100Ω的定值电阻R₂

F. 最大阻值为10Ω的滑动变阻器R₃

G. 最大阻值为100Ω的滑动变阻器R₄

　 （1）选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材，采用图1所示电路测量电源

甲的电动势和内电阻。

①定值电阻应该选择 　　（填D或者E）；电流表应该选择 　　 （填B或者C）；

滑动变阻器应该选择 　　（填F或者G）。

②分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标，计算机拟合得到

如图2所示U—I图象，U和I的单位分别为V和A，拟合公式为U=﹣5.6I+4.4。

则电源甲的电动势E =　　　 V；内阻r =　　　　 Ω（保留两位有效数字）。

③在测量电源甲的电动势和内电阻的实验中，产生系统误差的主要原因是　　　　

A. 电压表的分流作用

B. 电压表的分压作用

C. 电流表的分压作用

D. 电流表的分流作用

E. 定值电阻的分压作用

（2）为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻，选择电压表、

定值电阻等器材，采用图3所示电路。

①定值电阻应该选择　　 （填D或者E）。

②实验中，首先将K₁闭合，K₂断开，电压表示数为1.48V。

然后将K₁、K₂均闭合，电压表示数为1.23V。则电源乙电

动势E =　 　　V；内阻r = 　　　Ω（小数点后保留两位小数）。

Answer 1

【答案】（1）①D 【2分】；B 【2分】；F 【2分】 ② 4.4 【2分】；1.6 【2分】③A 【2分】

   （2）① D   【2分】；② 1.48  【2分】；0.81  【2分】

【解析】（1）单纯根据题干给出的元件量程不好判断选用的元件；根据第二问给出的U-I图线方程可知，当I=0时，U=4.4V，即电源电动势为4.4V；图线的斜率的绝对值表示电源的等效内阻为5.6Ω（电源内阻+定值电阻），易知第一问中的定值电阻选D，电路电流最大约为0.78A，电流表选B测量读数较精确，选最大阻值为10Ω的滑动变阻器R₃满足电路要求，并且便于调节。该实验目的是测电源电阻和电动势，由于电压表的分流，测得的电流表读数比实际流过电源的电流值要小，从而产生系统误差。

（2）由于电源乙内阻较小，根据串联电路电压与电阻的比例关系可知定值电阻选D测量误差较小；根据闭合电路欧姆定律可得E =1.48V，，解得r=0.81Ω。