Question

【題目】某同學要測量一節干電池的電動勢和內電阻．

①實驗室除提供開關S和導線外，有以下器材可供選擇：電壓表：V（量程 3V，內阻Rv約為10kΩ）

電流表：G（量程3mA，內阻Rg=100Ω）

電流表：A（量程3A，內阻約為0.5Ω）

滑動變阻器：R（阻值范圍0~10Ω，額定電流2A）

定值電阻：R0=0.5Ω

該同學依據器材畫出了如圖甲所示的原理圖，他沒有選用電流表A的原因是_____________．

②該同學將電流表G與定值電阻R0并聯，實際上是進行了電表的改裝，則他改裝后的電流表對應的量程是______A．

③該同學利用上述實驗原理圖測得數據，以電流表G讀數為橫坐標，以電壓表V讀數為縱坐標繪出了如圖乙所示的圖線，根據圖線可求出電源的電動勢 E=______V（結果保留三位有效數字），電源的內阻 r=_____Ω（結果保留兩位有效數字）．

④由于電壓表內阻電阻對電路造成影響，本實驗電路測量結果電動勢E________，內阻r_______（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）

Answer 1

【答案】量程與被測電流值相比較太大0.6031.480.84偏小偏小

【解析】試題分析：根據干電池的電動勢和滑動變阻器R1，可估算出電路中電流最小值，沒有選用電流表A的原因是量程太大；根據并聯電路的特點求解改裝后的電流表對應的量程；根據電流表G讀數與改裝后電流表讀數的關系，由閉合電路歐姆定律求出電源的電動勢和內阻；利用“等效電源法”進行誤差分析．

①一節干電池的電動勢約 E=1.5V，為方便實驗操作，滑動變阻器應選 R1，它的阻值范圍是0-10Ω，電路中最小電流約，電流表A的量程是3A，0.15A不到該量程的三分之一，流表量程太大，因此不能用電流表A．

②改裝后電流表量程：;

③由上可知，改裝后電流表的量程是電流表G量程的 200 倍，圖象的縱截距b等于電源的電動勢，由圖讀出電源的電動勢為：E=1.48V．

圖線的斜率大小k=r，由數學知識知：，則電源的內阻為：r=k=0.84Ω，

④可用“等效電源法”分析誤差大小：可以把電源與電壓表看做一等效電源，則電動勢測量值等于外電路斷開時“等效電源”兩極間的電壓，由于電壓表不是理想電表，所以有電流通過“電源”，因而路端電壓要小于電動勢，所以電動勢測量值小于真實值即偏小；同理，此電路測得的內電阻是“等效電源”的內阻，即電壓表與電池內阻的并聯電阻，所以測得的內阻也小于真實值．