Question

2．甲乙两位同学在实验室利用如图（a）所示的电路测定定值电阻R₀，电源的电动势E和内电阻r，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，甲同学记录了电流表A和电压表V₁的测量数据，乙同学记录的是电流表A和电压表V₂的测量数据．并根据数据描绘了如图（b）所示的两条U-I直线．回答下列问题：

①根据图（b），可以求出定值电阻R₀=2.0Ω，电源电动势E=1.5V，内电阻r=1.0Ω．（以上结果均保留2位有效数字）
②由于电压表分流（填“电流表分压”或“电压表分流”）的影响，测得的电源电动势比实际值偏小．
?若用下列甲图方法测电源电动势和内阻，实验时改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用灵敏电流计测得对应的电流值I．多次测量后分别得到如图乙所示的$\frac{1}{I}$-R关系图线．
由图线可知该电源的电动势E=2.0V，内阻r=0.5Ω．

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律求出定值电阻的电阻值；由图可知，图象由纵坐标的交点为电动势；由图象与横坐标的交点利用闭合电路欧姆定律可求得内电阻．
（2）根据电路的结构判断产生误差的原因；
根据电路图应用欧姆定律求出函数表达式，根据函数表达式与图象求出电源电动势与内阻．

解答 解：（1）从图象可以得出定值电阻R₀的阻值为：R₀=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{1.0}{0.5}$=2.0Ω；
从甲同学的图象可以得出图象在U轴上的截距为1.50 V，即电源的电动势为1.50 V，图象斜率的绝对值为：k=$\frac{{△U}_{1}}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.5}$=1.0，即电源的内阻为r=1.0Ω．
（2）由电路图可知，流过电源的电流要大于流过电流表的电流，可知电压表有一定的分流作用，由于电压表分流的影响，测得的电源电动势比实际值偏小；
由图甲所示图象可知，在闭合电路中，电源电动势为：
E=I（R+r）=I（R₀+R₁+r），
则$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$R+$\frac{r}{E}$，
由数学知识得，纵轴截距表示$\frac{r}{E}$，斜率表示电动势的倒数，
由图示图线a可知：斜率k=0.5，则电源电动势E=2.0V，电源内阻r=0.5Ω．
故答案为：①2.0，1.5，1.2；②电压表分流，2.0，0.5

点评 本题考查测量电动势和内电阻实验的数据和定值电阻电流及电压数据的处理，并能用图象法求出电势和内电阻．