Question

8．用伏安法測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r，所給的器材有：
A．電壓表V₁（量程0～3V）B．電壓表V₂（量程0～15V）
C．電流表A₁（量程0～3A） D．電流表A₂（量程0～0.6A）
E．變阻器R₁（總電阻20Ω）   F．變阻器R₂（總電阻100Ω）
G．以及電鍵S和導(dǎo)線若干．

（1）應(yīng)選擇的器材有（填代號(hào)）ADEG
（2）請(qǐng)?jiān)趫D1的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖
（3）實(shí)驗(yàn)誤差分系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種．該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要是由電壓表有分流作用引起的．用畫(huà)U-I圖線求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的優(yōu)點(diǎn)在于可以盡量減小實(shí)驗(yàn)的偶然誤差．
（4）圖2所示的U-I圖上是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的7組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點(diǎn)，請(qǐng)你完成圖線．由圖線求出E=1.5V，r=0.5Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可得出實(shí)驗(yàn)中需要的儀器；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理得出正確的實(shí)驗(yàn)原理圖；
（3）由圖可知，電壓表測(cè)量為電源的輸出電壓，電壓表示數(shù)沒(méi)有誤差，但電流表測(cè)量的卻是外電路中一部分電路中的電壓，故可知誤差來(lái)自于電壓表的分流；
（4）采用描點(diǎn)法作圖，圖象中偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)誤差較大； 圖象縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻．

解答 解：（1）一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.5V，電壓表應(yīng)選擇A；由圖可知，測(cè)量的最大電流為0.6A，故電流表選擇D；因電動(dòng)勢(shì)較小，故滑動(dòng)變阻器選擇E即可，另外還需要導(dǎo)線開(kāi)關(guān)等；故選擇器材為：ADEG；
（2）本實(shí)驗(yàn)只需要采用滑動(dòng)變阻器控制電流即可，故采用一般的限流接法；電源內(nèi)阻較小，故相對(duì)于電源來(lái)說(shuō)，電流表選用外接法；原理圖如下；
（3）通過(guò)對(duì)原理圖的分析可知，本實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)自于電壓表的分流，使電流表測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確；多次測(cè)量只能減小偶然誤差；
（4）利用描點(diǎn)法可正確畫(huà)出圖象，注意讓直線盡量多的穿過(guò)點(diǎn)，不能穿過(guò)的均勻分布在直線的兩側(cè)，具體圖象如下所示：

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir可知，U=E-Ir，因此在U-I圖線中，圖象的斜率表示電源的內(nèi)阻，有圖象可知：r=k=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.2}{0.6}$≈0.50Ω，在范圍0.48～0.55內(nèi)皆可．與縱軸的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)，故E=1.50V；
故答案為：（1）ADEG；（2）如圖所示；（3）電壓表有分流作用、偶然；（4）1.50，0.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)要特別注意數(shù)據(jù)的處理，能正確應(yīng)用圖象并結(jié)合函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析得出結(jié)果．