Question

4．测量电源的电动势和内阻，提供的器材如下：
A．待测电源（电动势约为8V、内阻约为2Ω）
B．电压表V（0～3V，内阻约为3kΩ）
C．电流表A（0～1A）
D．电阻箱R（0～99999.9Ω）
E．滑动变阻器（0～20Ω）
F．滑动变阻器（0～100Ω）
G．开关、导线若干

（1）采用图甲所示电路测量电压表的内R_V，调节电阻箱R，使电压表指针满偏，此时电阻箱示数为R₁；再调节电阻箱R，使电压表指针指在满刻度的一半处，此时电阻箱示数为R₂．
①电压表内阻R_VR₂-2R₁．
②关于上述实验，下列说法中正确的有AD．
A．实验中电源可使用待测电源
B．闭合开关S前，应将电阻箱阻值调到最小
C．调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐增大的
D．实验中忽略了电源的内阻，会使测量值偏大
（2）若测得电压表内阻R_V=3010Ω，与之串联R=6020Ω的电阻，将电压表的量程变为9V．
（3）为测量电源的电动势和内阻，请用笔画线代替导线，将图乙电路连接完整，实验中，滑动变阻器选择E（选填“E”或“F”），并指出产生实验误差的一个原因（写出一项）：电压表分流．

Answer 1

分析 （1）①根据串并联电路的规律可明有电压表的示数；根据实验原可明确各说法是否正确；
②明确实验原理以及实验安全性要求从而明确实验中应采用的接法以及注意事项；
（2）根据电表的改装原理可求出应串联的电阻；
（3）根据原理图可得出对应的实物图；根据电路结构分析误差来源．

解答 解：①设总电压为U，则由串并联电路的规律可知：
U+$\frac{U}{{R}_{V}}{R}_{1}$=$\frac{U}{2}$+$\frac{U}{2{R}_{V}}$R₂
解得：R_V=R₂-2R₁
②A、由于要测量电源的电动势和内电阻，故应选用待测电源；故A正确；
B、由于采用限流接法，故闭合开关前，应将电阻箱阻值调到最大；故B错误；
C、为了保证实验安全，调节电压表满偏时，电阻箱的阻值是逐渐减小的；故C错误；
D、由于内阻的影响；当电压表半偏时，电路电流变小，路端电压变大，电压表半偏时的电压表大于电压表满偏时电压的一半，电压表实际电压偏大偏大，电压表内阻的测量值大于真实值．故D正确；故选：AD；
（2）据改装原理可知，$\frac{9}{3}$=$\frac{{R}_{V}+R}{{R}_{V}}$
解得：R_V=6020Ω；
（3）根据原理图可得出对应的实物图；

由于电源内阻较小，为了便于控制滑动变阻器应选择E；
由图可知，电路中采用相对电源的电流表外接法，故由于电压表的分流使电流表示数偏小从而产生误差；
故答案为：（1）①R₂-2R₁ ②AD；
（2）6020；（3）如图所示；E；电压表的分流．

点评 本题考查了电源电动势和内电阻的测量；要注意明确滑动变阻器的选择和串联电路特点及欧姆定律的应用、电路现象的判断、电压表的读数、滑动变阻器的使用等．