Question

4．某學(xué)校物理興趣小組在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室找到了一些實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．電壓表V（15V，10kΩ）
B．電流表G（量程3.0mA，內(nèi)阻r_g為10Ω）
C．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，1A）
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0～100Ω，1A）
F．定值電阻R₃=990Ω
G．開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干

（1）在選擇電源時(shí)，新電池與舊電池相比較，哪個(gè)的內(nèi)阻更容易測(cè)量？舊電池；
（2）實(shí)驗(yàn)中選擇兩節(jié)干電池串聯(lián)后作為電源，為了測(cè)出其電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，請(qǐng)?jiān)趫D1內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)明所用器材的代號(hào)；
（3）該同學(xué)利用上述實(shí)驗(yàn)原理圖測(cè)一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪出了如圖2所示的圖線（I₁為G的讀數(shù)，I₂為A的讀數(shù)），根據(jù)圖線可求出干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.48V（保留3位有效數(shù)字），干電池的內(nèi)阻r=0.89Ω（保留2 位有效數(shù)字）；
（4）在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，用電流表A的讀數(shù)來(lái)表示電源電流，會(huì)導(dǎo)致有系統(tǒng)誤差，原因是：電流表G的分流，導(dǎo)致電流測(cè)量值偏�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)新舊電池的內(nèi)阻大小選擇合適的測(cè)量電池；
（2）根據(jù)給出的儀器及實(shí)驗(yàn)原理分析可明確應(yīng)采用的測(cè)量電路；
（3）電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻．
（4）根據(jù)電路結(jié)構(gòu)明確實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因．

解答 解：（1）舊電池內(nèi)阻較大，故其內(nèi)阻更容易測(cè)量；
（2）一節(jié)干電池電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，電壓表量程為15V，電壓表量程太大，讀數(shù)誤差太大，不能選擇該電壓表．故應(yīng)采用電流表與定值電阻R3串聯(lián)測(cè)電壓；故電路圖如圖所示；

（3）由圖象可知，電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值為1.48，則電源電動(dòng)勢(shì)E=1.48V，
電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.48-1.16}{0.36}$≈0.89Ω；
（4）由圖可知，等效電壓表與測(cè)量部分并聯(lián)，電流表測(cè)量的電流是其中一個(gè)支路的電流；故由于電流表G的分流，導(dǎo)致電流的測(cè)量值偏�。�
故答案為：（1）舊電池；（2）如圖所示；（3）1.48；0.89．（4）電流表G的分流，導(dǎo)致電流測(cè)量值偏

點(diǎn)評(píng) 本題考查電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，要注意正確分析實(shí)驗(yàn)儀器及原理，同時(shí)注意明確應(yīng)用圖象求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方法．