Question

3．如图（a）（b）所示两个电路均能测量电源电动势和内电阻，不同之处是图（a）由于电压表的分流作用会导致测量值偏小
（1）图（b）中，E是待测电源，E′是辅助电源，be间有一灵敏电流计G．测量方法和步骤是：
A．闭合开关S₁、S₂，调节R和R′使灵敏电流计示数为0，则此时b、e两点电势φ_b=φ_e，即b、e相当于同一点．读出并记录电流表和电压表的示数I₁、U₁，其中I₁等于（填“小于、等于或大于）通过待测电源E的电流；
B．改变滑动变阻器R和R′的值，重新使灵敏电流计的示数为0，读出并记录电流表和电压表的示数I₂、U₂．
（2）由（1）中测量值可得待测电源的电动势E=$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；内阻r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．

Answer 1

分析 本题是比较创新的实验，是属于研究性学习实验，是在常规实验基础上的改进，主要考查的是测量电源电动势和内阻、测金属电阻率的实验原理及误差的消除方法．本题都是两次测量，利用消元法消除了电表内阻造成的系统误差，提高了实验的准确度，根据闭合回路欧姆定律列出等式求解．

解答 解：（1）A闭合开关S₁、S₂，调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零，这时，be两点的电势φ_b、φ_e的关系是φ_b 等于φ_e，读出电流表和电压表的示数I₁和U₁，电流表测量的是干路上的电流，其中I₁ 等于通过电源E的电流．
B改变滑动变阻器R、R′的阻值，重新使得灵敏电流计示数为零．读出电流表和电压表的示数I₂和U₂．
（2）根据闭合回路欧姆定律得
E=I₁r+U₁ E=I₂r+U₂
解得：$E=\frac{{{U_1}{I_2}-{U_2}{I_1}}}{{{I_2}-{I_1}}}$； $r=\frac{{{U_1}-{U_2}}}{{{I_2}-{I_1}}}$；
故答案为：（1）0；等于；（2）0；电流表和电压表的示数I₂、U₂；（3）$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$

点评 电学探究性实验有创新，要求考生对电学实验的基本知识很熟练而且能够灵活应用．是一道很好的题目，该题有一定难度；要注意认真分析题意，明确实验原理即可求解．