Question

某同学欲做“测量电源的电动势和内阻”的实验，实验桌上除开关、电键外还有如下仪器：
A、待测电源一个（电动势约3V，内阻小于1Ω）
B、直流电流表（量程0～0.6A，内阻约0.22Ω；量程0～3A，内阻约0.1Ω）
C、直流电压表（量程0～3V，内阻为15kΩ；量程0～15V，内阻为25kΩ）
D、滑动变阻器（0～15Ω，允许最大电流为3A）
E、滑动变阻器（0～1000Ω，允许最大电流为0.6A）

（1）实验时有如图所示的甲、乙两种电路，为了减小测量误差，应选择图

 

所示电路．
（2）根据选择的电路将图丙中实物图连接好．
（3）选择的滑动变阻器是

 

（填代号），理由是

 

．
（4）若根据测量出的数据，作出U-I图线，如图丁所示，则电源电动势为

 

，内阻为

 

．

Answer 1

分析：若采用乙图电路，可以将电流表与电池看做一等效电源，此时测得的电动势与真实值相同，测得的内电阻等于电池内电阻与电流表电阻之和，因电池内电阻较小与电流表内阻接近，导致相对误差较大，因此应用甲电路．
根据电路图画出实物图．在U-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率绝对值代表的是电源的内阻的大小．

解答：解：（1）若采用乙图电路，可以将电流表与电池看做一等效电源，此时测得的电动势与真实值相同，测得的内电阻等于电池内电阻与电流表电阻之和，因电池内电阻较小与电流表内阻接近，导致相对误差较大，因此应用甲电路．
（2）电动势约3V，电压表选用量程0～3V．
根据U-I图线的电流大小得出电流表选用量程0～3A．
根据电路图画出实物图：
（3）选择的滑动变阻器是 D，理由是选择D电流适中且移动滑片时电流表示数变化较明显，即调节方便，量程合适；
（4）在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，
所以由图可以读出电源的电动势为3.0V，
图象中的斜率绝对值表示电源的内阻，
所以电源的内阻为r=

△U

△I

=

3.0-1.8

4-0

Ω=0.3Ω．
故答案为：（1）甲    （2）如图   （3）D，调节方便，量程合适    （4）3.0，0.3．

点评：应理解伏安法测量电动势和内电阻实验采用甲电路的原因，要求能正确理解电路的接法及实验安全性的要求，并能正确根据图象得出电动势和内电阻．