Question

16．用如圖所示電路測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．實(shí)驗(yàn)器材：待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約2Ω），保護(hù)電阻R₁（阻值10Ω）和R₂（阻值5Ω），滑動(dòng)變阻器R，電流表A，電壓表V，開(kāi)關(guān)S，導(dǎo)線若干．
實(shí)驗(yàn)主要步驟：
（ⅰ）將滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)；
（ⅱ）逐漸減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；
（ⅲ）以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，作U-I圖線（U、I都用國(guó)際單位）；
（ⅳ）求出U-I圖線斜率的絕對(duì)值k和在橫軸上的截距a．
回答下列問(wèn)題：
（1）電壓表最好選用B；電流表最好選用C．
A．電壓表（0-3V，內(nèi)阻約3kΩ）      
B．電壓表（0-3V，內(nèi)阻約15kΩ）
C．電流表（0-200mA，內(nèi)阻約2Ω）    
D．電流表（0-30mA，內(nèi)阻約2Ω）
（2）選用k、a、R₁、R₂表示待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=a，r=k-R₂，代入數(shù)值可得E和r的測(cè)量值．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖從減小實(shí)驗(yàn)誤差的角度分析選擇電壓表，根據(jù)電路最大電流選擇電流表．
（2）應(yīng)用歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，電壓表有分流作用，流過(guò)電源的電流大于電流表示數(shù)，
電壓表分流是造成實(shí)驗(yàn)誤差的原因，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)減小電壓表分流對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，
應(yīng)選擇內(nèi)阻較大的電壓表，因此電壓表應(yīng)選擇B；通過(guò)電路的最大電流約為：
I=$\frac{E}{{R}_{2}+r+{R}_{A}}$=$\frac{3}{5+2+2}$≈0.3A=300mA，則電流表應(yīng)選擇C；
（2）由圖示電路圖可知，電源電動(dòng)勢(shì)：E=U+I（r+R₂），
則：U=E-I（R₂+r），U-I圖象的斜率：k=R₂+r，截距：a=E，
則電源電動(dòng)勢(shì)：E=a，電源內(nèi)阻：r=k-R₂；
故答案為：（1）B；C； （2）a；k-R₂．

點(diǎn)評(píng) 分析清楚電路結(jié)構(gòu)、知道實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源是選擇實(shí)驗(yàn)器材的前提與關(guān)鍵；根據(jù)電路圖與實(shí)驗(yàn)原理求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的關(guān)鍵．