Question

某同学到实验室做《测电源电动势和内阻》的实验时，发现实验台上有以下器材：待测电源（电动势约为4V，内阻约为2Ω）；一个阻值未知的电阻R₀；电压表（内阻很大，有5V、15V两个量程）两块；电流表（量程0-500mA，内阻约为5Ω）；滑动变阻器A（20Ω，3A）；滑动变阻器B（200Ω，0.2A）；开关一个，导线若干．
该同学想在完成学生实验的同时测出定值电阻R₀的阻值，他设计了如图所示的电路．  实验时他用U₁、U₂、I分别表示电表V₁、V₂、A的读数，在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时，记录了U₁、U₂、I的一系列值．其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据，并计算电源电动势、内阻以及定值电阻R₀的值．
根据题中所给信息回答下列问题：
（1）在电压表V₁接入电路时应选择

5V

量程，滑动变阻器R应选

A

（填器材代号“A”或“B”）；
（2）在作图线时，用来计算电源电动势、内阻图线的纵、横坐标轴应该分别代表

U_l

，

I

；用来计算定值电阻R₀圈线的纵、横坐标轴应该分别代表

U₁-U₂

、

I

；（填“U₁、U₂、I”或由他们组成的算式）
（3）若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得的定值电阻R₀值

大于

实际值（横线上选填“大于、等于或小于”）；如果实验中测得的电源电动势和内阻误差较大，在不考虑偶然误差及电表内阻的影响外，原因还可能是

未知电阻R₀的阻值太大

．

Answer 1

分析：（1）电压表应选择较小的量程，有利于读数减小误差，为操作方便并得到较大的电压调节范围，滑动变阻器选用较小阻值．
（2）计算电源电动势和内阻的图线应为路端电压U₁与干路电流I的关系图线，计算定值电阻R₀的图线应为R₀两端的电压（U₁-U₂）与电流I的关系图线；
（3）R₀两端的电压（U₁-U₂）没有误差，电流表示数比R₀的实际电流偏小，所以R₀的测量值偏大．

解答：解：（1）待测电动势4V，电压表的量程应选择5V，有利于读数减小误差，
滑动变阻器调节范围较大且便于操作，应选择0～20Ω的滑动变阻器A；
（2）计算电源电动势和内阻的图线应为路端电压U₁与干路电流I的关系图线，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．
计算定值电阻R₀的图线应为R₀两端的电压（U₁-U₂）与电流I的关系图线；直线的斜率代表的定值电阻R₀
（3）R₀两端的电压（U₁-U₂）没有误差，电流表示数比R₀的实际电流偏小，故R₀的测量值偏大．
如果实验中测得的电源电动势和内阻误差较大，在不考虑偶然误差及电表内阻的影响外，原因还可能是未知电阻R₀的阻值太大．
故答案为：（1）5V；A  （2）U_l，I；U_l一U₂，I
（3）大于；未知电阻R₀的阻值太大．

点评：解决该题关键要掌握测定电动势和内电阻的数据处理和明确电阻的测量方法、原理和实验误差的处理．