Question

某同學到實驗室做《測電源電動勢和內阻》的實驗時，發現實驗臺上有以下器材：待測電源（電動勢約為4V，內阻約為2Ω）；一個阻值未知的電阻R₀；電壓表（內阻很大，有5V、15V兩個量程）兩塊；電流表（量程0-500mA，內阻約為5Ω）；滑動變阻器A（20Ω，3A）；滑動變阻器B（200Ω，0.2A）；開關一個，導線若干．
該同學想在完成學生實驗的同時測出定值電阻R₀的阻值，他設計了如圖所示的電路．  實驗時他用U₁、U₂、I分別表示電表V₁、V₂、A的讀數，在將滑動變阻器的滑片移動到不同位置時，記錄了U₁、U₂、I的一系列值．其后他在兩張坐標紙上各作了一個圖線來處理實驗數據，并計算電源電動勢、內阻以及定值電阻R₀的值．
根據題中所給信息回答下列問題：
（1）在電壓表V₁接入電路時應選擇

5V

量程，滑動變阻器R應選

A

（填器材代號“A”或“B”）；
（2）在作圖線時，用來計算電源電動勢、內阻圖線的縱、橫坐標軸應該分別代表

U_l

，

I

；用來計算定值電阻R₀圈線的縱、橫坐標軸應該分別代表

U₁-U₂

、

I

；（填“U₁、U₂、I”或由他們組成的算式）
（3）若實驗中的所有操作和數據處理無錯誤，實驗中測得的定值電阻R₀值

大于

實際值（橫線上選填“大于、等于或小于”）；如果實驗中測得的電源電動勢和內阻誤差較大，在不考慮偶然誤差及電表內阻的影響外，原因還可能是

未知電阻R₀的阻值太大

．

Answer 1

分析：（1）電壓表應選擇較小的量程，有利于讀數減小誤差，為操作方便并得到較大的電壓調節范圍，滑動變阻器選用較小阻值．
（2）計算電源電動勢和內阻的圖線應為路端電壓U₁與干路電流I的關系圖線，計算定值電阻R₀的圖線應為R₀兩端的電壓（U₁-U₂）與電流I的關系圖線；
（3）R₀兩端的電壓（U₁-U₂）沒有誤差，電流表示數比R₀的實際電流偏小，所以R₀的測量值偏大．

解答：解：（1）待測電動勢4V，電壓表的量程應選擇5V，有利于讀數減小誤差，
滑動變阻器調節范圍較大且便于操作，應選擇0～20Ω的滑動變阻器A；
（2）計算電源電動勢和內阻的圖線應為路端電壓U₁與干路電流I的關系圖線，縱坐標的截距代表的是電源的電動勢，直線的斜率代表的是電源的內阻的大小．
計算定值電阻R₀的圖線應為R₀兩端的電壓（U₁-U₂）與電流I的關系圖線；直線的斜率代表的定值電阻R₀
（3）R₀兩端的電壓（U₁-U₂）沒有誤差，電流表示數比R₀的實際電流偏小，故R₀的測量值偏大．
如果實驗中測得的電源電動勢和內阻誤差較大，在不考慮偶然誤差及電表內阻的影響外，原因還可能是未知電阻R₀的阻值太大．
故答案為：（1）5V；A  （2）U_l，I；U_l一U₂，I
（3）大于；未知電阻R₀的阻值太大．

點評：解決該題關鍵要掌握測定電動勢和內電阻的數據處理和明確電阻的測量方法、原理和實驗誤差的處理．