Question

某同学设计了一个如图5所示的实验电路，用以测定电源电动势和内阻，使用的实验器材为：待测干电池组（电动势约3 V）、电流表（量程0.6 A，内阻小于1 Ω）、电阻箱（0—99.99 Ω）、滑动变阻器（0—10 Ω）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小，电流表的内阻不能忽略.

（1）该同学按图5连线，通过控制开关状态，测得电流表内阻约为0.20 Ω.试分析该测量产生误差的原因是_______________________________________________________________.

（2）简要写出利用图5所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤：

①_______________________________________________________________;

②_______________________________________________________________.

（3）图6是由实验数据绘出的-R图象.由此求出待测干电池组的电动势E=_________V、内阻r=________Ω.（计算结果保留三位有效数字）

图5

图6

Answer 1

解析：（1）先测电流表内阻：K闭合，S断开，调节滑动变阻器的滑片P使电流表A满偏，再将S接通C，调节电阻箱R使电流表A半偏.此时电阻箱R的阻值即为电流表A的内阻.因为电流表满偏时I=0.6 A、电动势E约为3 V，则回路中电阻约为R= =5 Ω.所以测得的电流表内阻有误差的主要原因是滑动变阻器的阻值没有满足R＞＞R_A和电阻箱不能连续调节.

（2）再测电源的电动势和内阻：K断开，电阻箱R阻值旋为最大值.S接通D，调节电阻箱R的阻值，读出若干组R对应的电流.描点画图得到-R的图象.

（3）由E=I（R+R_A+r）可得，所以图象的斜率k=得得E=284 V

由纵轴截距=0.9得r=2.36 Ω.

答案：（1）滑动变阻器的阻值没有满足R＞＞R_A和电阻箱阻值不能连续调节

（2）①K断开，电阻箱阻值旋为最大值

②S接通D，调节电阻箱R的阻值，读出若干组R对应的电流，描点画图得到-R图象

（3）284     2.36