Question

11．在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：
A．待測(cè)干電池（電動(dòng)勢(shì)E約為1.5V，內(nèi)電阻小于1.0Ω）；
B．電流表A₁（量程0-3mA，內(nèi)阻Rg1=10Ω）；
C．電流表A₂（量程0-0.6A，內(nèi)阻Rg2=0.1Ω）；
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0-20Ω，10A）；
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0-200Ω，1A）；
F．定值電阻R₀（990Ω）；
G．開關(guān)和導(dǎo)線若干．

（1）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中雖然沒(méi)有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，于是他設(shè)計(jì)了如圖所示中甲的（a）、（b）兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路，其中合理的是b圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D（填寫器材前的字母代號(hào)）．
（2）圖乙為該同學(xué)根據(jù)（1）中選出的合理的實(shí)驗(yàn)電路，利用測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表A₁的示數(shù)，I₂為電流表A₂的示數(shù)，且I₂的數(shù)值遠(yuǎn)大于I₁的數(shù)值），則由圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.50 V，內(nèi)阻r=0.89Ω；
（3）由于電表都不是理想表．該同學(xué)按照（2）的步驟算出的數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差E_測(cè)＜E_真，r_測(cè)＜r_真．（填“＜”、“＞”或“=”）

Answer 1

分析 （1）將電流表G串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和誤差的減�。�
（2）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識(shí)求出I₁和電源兩端電壓U的關(guān)系，根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)求出電動(dòng)勢(shì)，再?gòu)膱D中得出路端電壓為某一值時(shí)電流，則可求得內(nèi)阻．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）上述器材中雖然沒(méi)有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，將電流表串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．
（a）、（b）兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路，其中合理的是b，因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和誤差的減�。�滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D，
（2）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識(shí)得
電源兩端電壓U=I₁（990+10）=1000I₁，
根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)得電動(dòng)勢(shì)E=1.5mA×1000Ω=1.50V
與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為1.1V時(shí)電流是0.45A，
由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可得：
r=0.89Ω；
（3）由圖b所示電路圖可知，相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，電流表采用外接法，由于電壓表分流，電流測(cè)量值小于真實(shí)值，當(dāng)外電路短路時(shí)，電流測(cè)量值等于真實(shí)值，電源的U-I圖象如圖所示：

電源的U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻，
由圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)值，電源內(nèi)阻測(cè)量值小于真實(shí)值．
故答案為：（1 ）b；D；（2）1.50，0.89；（3）＜；＜．

點(diǎn)評(píng) 在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，要注意根據(jù)畫出的U-I圖象分析出電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，所給器材雖然沒(méi)有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，將電流表串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝成較大量程的電壓表，難度適中．