Question

3．實驗室中備有下列器材：蓄電池、滑動變阻器、電流表、電壓表、保護電阻R₀、開關、導線，
（1）在圖1中，利用這些器材設計出測量蓄電池的電源電動勢和內(nèi)阻的原理圖，要求利用保護電阻防止電源短路．

（2）實驗測定U、I數(shù)據(jù)，畫出U-I圖象，如圖2所示，則電動勢E=U₀，內(nèi)阻r=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$，
（3）電動勢的測量值與真實值相比偏小，內(nèi)阻的測量值與真實值相比偏�。ㄌ钇�大、相等、偏�。�

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，正確選擇電流表的接法；
（2）把R₀等效為電源內(nèi)阻，電源U-I圖象與縱軸交點坐標值是電源電動勢，圖象斜率的絕對值等于電源等效內(nèi)阻；
（3）根據(jù)實驗原理分析，根據(jù)電表內(nèi)阻帶來的影響分析實驗誤差．

解答 解：（1）由給出器材可知，本實驗應采用伏安法測量電動動勢和內(nèi)阻，由于電源內(nèi)阻較小，故采用電流表相對電源的外接法；為了防止短路，將保護電阻直接與電源相連；原理圖如圖所示；
（2）由U=E-I（R₀+r）及數(shù)學規(guī)律可知，圖象中U₀表示電源的電動勢；圖象的斜率表示內(nèi)阻與保護電阻之和，故r=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$；
（3）相對于電源來說采用電流表外接法，由于電壓表分流作用，電流表測量值偏小，當外電路短路時，電流測量值等于真實值，作出電源的U-I圖象真實值和測量值，如圖所示，由圖象可知，電動勢測量值小于真實值，電源內(nèi)阻測量值小于真實值
故答案為：（1）如圖所示；（2）U₀； $\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}-{R}_{0}$； （3）偏��；偏��；

點評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻實驗的數(shù)據(jù)的處理，要求能正確分析誤差的來源，并能用圖象法求出電勢和內(nèi)電阻以及進行誤差分析問題．