Question

用如图所示的电路测定一节铅蓄电池的电动势和内阻．因蓄电池的内阻较小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个保护电阻R．除蓄电池、开关、导线外，可供使用的实验器材还有：
A．电流表A₁：量程为0.6A；
B．电流表A₂：量程为3A；
C．电压表V₁：量程为3V；
D．电压表V₂：量程为15V；
E．定值电阻R₀₁（阻值2.0Ω、额定功率5W）
F．定值电阻R₀₂（阻值10Ω、额定功率10W）
G．滑动变阻器R₁（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）
H．滑动变阻器R₂（阻值范围0～200Ω、额定电流1A）
（1）电流表应选用    ，定值电阻应选用    ，滑动变阻器应选用    ．（填写器材前的字母代号）
（2）实验中调节滑动变阻器共测得五组电流、电压的数据，如下表．

电流表示数I/A	0.16	0.34	0.42	0.52	0.58
电压表示数U/V	1.90	1.79	1.75	1.69	1.66

请作出蓄电池路端电压U随电流I变化的U-I图象，
并根据图象得出蓄电池的电动势为    V，内阻为    Ω．
只考虑由于电表不是理想表而引起的系统误差，则测出的电动势与真实值相比    ，测出的内阻与真实值相比    ．（填“偏大”、“等于”或“偏小”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）保护电阻既能保护电路，阻值又不能太大；根据电路最大电流选择电流表；在保证电路安全的情况下，滑动变阻器最大阻值应小些．
（2）根据表中实验数据在坐标系中描点，然后作出U-I图象；电源的U-I图象与纵轴的交点是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源的内阻；根据实验电路图，从电表对电路的影响分析实验误差．
解答：解：（1）一节铅蓄电池的电动势约为2V，为了多次几组实验数据，电路电流变化量应大一些，因此保护电阻阻值不能太大，保护电阻应选定值电阻：E．定值电阻R₀₁（阻值2.0Ω、额定功率5W）；电动势约为2V，保护电阻阻值为2.0Ω，则电路最大电流不超过1A，为减小电流表的读数误差，电流表应选A．电流表A₁：量程为0.6A；为方便实验操作，滑动变阻器应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选：G．滑动变阻器R₁（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）．
（2）根据表中实验数据在坐标系中描出对应的点，然后根据描出的点作出U-I图象如图所示；由U-I图象可知，蓄电池的电动势
E=1.98V，内阻r==≈0.56Ω；由于电压表的分流，导致电流测量值小于真实值，只有电路的短路电流等于真实值，测量值与真实值的U-I图象如（下）图所示，由图象可知，蓄电池电动势与内阻的测量值均小于真实值．
故答案为：（1）A；E；G；（2）图象如图所示；1.98；0.56；偏小；偏小．
点评：本题考查了实验器材的选取、作U-I图象、求蓄电池的电动势与内阻、分析实验误差等；要掌握实验器材的选取原则：安全性原则、精确性原则、方便性原则、经济（节能）性原则．实验误差分析是本题的难度，可以应用图象法分析实验误差．