Question

【題目】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可以得到電源的電動勢E的表達式為E＝____，電源內電阻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，所得到的電源內阻r的測量值與真實值相比較，是_________________（選填“偏大”或“偏小”）；其原因是_________________。

Answer 1

【答案】 偏小 電流表測量值小于通過電源的電流

【解析】

(1)[1][2]根據閉合電路歐姆定律應有

聯立解得

，

(2)[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；

[4]由實驗原理和電路圖可知，電壓表測的是路端電壓，而由于電壓表的分流作用，電流表測的電流小于流過電源的電流。