Question

19．某學(xué)習(xí)小組在用伏安法測(cè)定一節(jié)常用干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：
A．待測(cè)干電池
B．電流表A （量程0-0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）
C．電壓表 V（量程0-0.6V，內(nèi)阻為R_V=2000Ω）
D．定值電阻R₀=4000Ω
E．滑動(dòng)變阻器R（0-20Ω）
F．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干

①為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，在圖1方框中完成實(shí)驗(yàn)電路圖．（圖中電壓表V與定值電阻R₀已連接好）
②該小組同學(xué)連接好實(shí)驗(yàn)電路，測(cè)出七組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用測(cè)出的數(shù)據(jù)直接繪出了U-I圖線（I為電流表A的示數(shù)，U為電壓表 V的示數(shù)）如圖2所示，若把電流表和改裝后的電壓表當(dāng)成理想電表，則根據(jù)圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.50V，內(nèi)阻r=1.08Ω．
③該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的值與真實(shí)值存在誤差，產(chǎn)生誤差的原因可能是電壓表分流導(dǎo)致誤差．

Answer 1

分析 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)，由與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為某一值時(shí)電流，則可求得內(nèi)阻．

解答 解：（1）由題意可知，電壓表量程較小，故串聯(lián)一個(gè)電阻來(lái)擴(kuò)大電壓表量程；再采用相對(duì)于電源的電流表外接法進(jìn)行測(cè)量；如圖所示；
（2）根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)得電動(dòng)勢(shì)為：
U=0.50（$\frac{2000+4000}{2000}$）=1.50V；
與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為1.0V時(shí)電流是0.4A，
由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可得，電源內(nèi)阻為：
r=$\frac{E-U}{I}$=.$\frac{1.50-0.96}{0.5}$≈1.08Ω；
（3）本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流導(dǎo)致電流表示數(shù)小于需要的電流值；
故答案為：（1）如圖所示；②1.50，1.08；（3）電壓表的分流導(dǎo)致誤差．

點(diǎn)評(píng) 伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，電流表采用外接法時(shí)，由于電壓表分流，使所測(cè)電流偏大，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差；本實(shí)驗(yàn)中用兩個(gè)電流表測(cè)電流，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)橫坐標(biāo)是電路總電流，消除了電壓表分流帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差，該方法是測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的好方法．