Question

在用電壓表和電流表測電源的電動勢和內電阻的實驗中，采用如圖所示的電路．閉合開關后，當滑動變阻器R的滑動觸頭處于某一位置時，電流表和電壓表的讀數分別為I₁和U₁；改變滑動變阻器的滑動觸頭位置后，電流表和電壓表的讀數分別為I₂和U₂．
（1）若忽略電流表和電壓表的電阻對實驗的影響，則由測量得到的數據計算電源的電動勢E的表達式為E=    ，計算電源內阻r的表達式為r=    ．
（2）若考慮到電流表和電壓表自身電阻對測量結果的影響，所得到的電源電動勢E的測量值與真實值相比較，是偏大還是偏小？答：    ．

Answer 1

【答案】分析：本題（1）的關鍵是根據閉合電路歐姆定律列出表達式，然后求解即可．（2）的關鍵是可以利用“等效電源法”進行誤差分析．
解答：解：（1）根據閉合電路歐姆定律應有：=，及，
聯立可解得E=，r=
（2）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．
故答案為：（1），
         （2）偏小
點評：要記住用伏安法測量電動勢和內電阻實驗的兩種電路圖，并學會用“等效電源法”分析誤差．