Question

17．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)出了如圖1所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時(shí)造成短路，電路中用一個(gè)定值電阻R0起保護(hù)作用，處電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：
a．電壓表（量程3V、15V）；
b．電流表（量程0.6A、3A）；
c．定值電阻（阻值2Ω、額定功率5W）；
d．定值電阻（阻值10Ω、額定功率10W）；
e．滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）；
f．滑動變阻器（阻值范圍0～100Ω、額定電流1A）

（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇3V，電流表的量程應(yīng)選擇0.6A．R₀應(yīng)選擇2Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是0-10Ω的滑動變阻器．
（2）引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流作用，使電流表的讀數(shù)偏�。�
（3）如圖2所示的U-I圖象上是實(shí)驗(yàn)測得的7組數(shù)據(jù)標(biāo)出的點(diǎn)，請你完成圖線，并由圖線求出E=1.50V，r=0.58Ω．
（4）若只選用兩組數(shù)據(jù)，用歐姆定律算出E、r有可能誤差較大，若選用第5組和第6組數(shù)據(jù)誤差最大．

Answer 1

分析 由歐姆定律估算電路中的電流，根據(jù)安全及準(zhǔn)確性原則可選出電流表及電壓表；根據(jù)電源內(nèi)阻的大小可判斷保護(hù)電阻的大小，及滑動變阻器的阻值大小；根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，根據(jù)U-I圖象做坐標(biāo)軸的交點(diǎn)求解電動勢和內(nèi)阻．根據(jù)圖象可明確哪些點(diǎn)誤差最大．

解答 解：（1）一節(jié)干電池電動勢一般約為1.5V，由此知電壓表量程應(yīng)選擇3V
   為使滑動變阻器滑動時(shí)電表示數(shù)有明顯變化，應(yīng)使R₀+R與電源內(nèi)阻r盡可能接近，因r較小，則考慮選擇2Ω的定值電阻c；估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω不方便調(diào)節(jié)．
（2）本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，
（3）根據(jù)U-I圖象可知，與U軸的交點(diǎn)表示電動勢，所以E=1.50V，
r=$\frac{1.5-1.0}{0.85}$=0.58Ω
（4）由圖可知，5、6兩點(diǎn)離圖象較遠(yuǎn)，故使用這兩點(diǎn)時(shí)誤差較大；
故答案為：（1）3，0.6，2，0-10
（2）電流表的分流作用，使電流表的讀數(shù)偏�。�
（3）圖象如圖所示；1.50；0.58；
（4）5、6；

點(diǎn)評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中儀表的選擇以及數(shù)據(jù)的處理問題；實(shí)驗(yàn)儀器的選擇是考試中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，在學(xué)習(xí)中要注意掌握好其安全、準(zhǔn)確的原則；同時(shí)注意滑動變阻器的電路中的應(yīng)用規(guī)律．