Question

在测定一节干电池（电动势约为1.5V，内阻约为0.5Ω）的电动势和内阻的实验中，提供的器材有：
A．电压表量程为3V，内阻约为5kΩ
B．电压表量程为15V，内阻约为10Ω
C．电流表量程为0.6A，内阻约为0.1Ω
D．电流表量程为3A，内阻约为0.01Ω
E．变阻器R₁为（20Ω，3A）F．变阻器R₂为（500Ω，0.2A）
G．开关、导线若干为了较准确测量电池的电动势和内阻，电压表应该选

A

（填A或B）；电流表应该选

C

（填c或D）；变阻器应该选

E

（填E或F）；实验电路图如图1应该选

乙

图（填“甲”或“乙”）．

若根据实验测量数据画的U-I图，如图2所示．
由图可知如果将这个电池的正、负极短路，则短路电流为

2.4

A_这个电池的内电阻为

0.625

Ω．

Answer 1

分析：电压表、电流表的选择注意要使其指针偏转较大大些，最好在满量程的三分之二左右偏转，滑动变阻器在应用限流接法时要注意大于待测电阻阻值；甲图误差来自电压表的分流，乙图误差来自电流表的分压，根据误差产生的原因结合实际情况进行电路的选择．
在U-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小．结合数学知识求得U-I的解析式，然后令U=0得到I值为短路电流．

解答：解：电源的电动势只有1.5V，而题目中只有3V和15V两种电压表，为了测量的准确，应选取A电压表；
由图2中的数据范围，测量的电流值在0-0.7A范围内，不足3A量程的

1

3

，故电流表应选取0-0.6A量程即C；
因电源电动势较小，为了便于操作和减小误差，滑动变阻选较小阻值，即E；
甲图误差来自电流表的分压，电动势和内阻测量值与真实值之间的关系为：E_测=E_真，r_测=r_真+R_A，
利用甲电路虽然电动势的测量没有系统误差，但是所使用的电流表内阻和电源内阻相差不大，甚至比电源内阻大，这样导致内阻的测量误差很大，
因此在测量电源电动势和内阻时不采用甲电路．
乙图误差来自电压表的分流，电动势和内阻测量值和真实值之间的关系为：E_测=

RV

RV+r真

E_真，r_测=

RVr真

RV+r真

因此利用乙电路所测结果也偏小，但是，由于电压表内阻R_v很大，测量结果接近真实值；故实验时一般选择乙电路．
结合数学知识得到U关于I的解析式为：U=-0.625I+1.50
令U=0，得：I=2.4A，即短路电流．
图象中的斜率表示电源的内阻，所以电源的内阻为r=

1.50-1.0

0.80

=0.625Ω，
故答案为：A；C；E；乙；2.4；0.625．

点评：电学实验一般以常见实验为载体考查实验中的接法、仪表的选择及数据的处理，误差分析等； 应注意保证实验中的安全性和准确性．