◎ 题目

某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池（电动势约为4.5V，内阻约为1.5Ω），现要测量这个电池的电动势E和内阻r，他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器 （最大阻值为12Ω，），一只电压表（量程为3V，内阻约为15kΩ），一只电流表（量程为 0.6A，内阻约为2Ω），一个定值电阻R0=5Ω和若干导线． （1）该同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路，开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到______（填最大、最小）． （2）断开开关S，调节滑动变阻器的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电流表的示数．改变滑动变阻器滑片的位置，多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电流值I，并以U为纵坐标，以I为横坐标，画出U-I的关系图线（该图线为一直线），如图乙所示．由图线可求得电池组的电动势E=______V，内阻r=______Ω．（保留两位有效数字） （3）利用该实验电路测出的电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真相比，理论上E测______E真，r测______r真（填“＞”“＜”或“=”）．引起该实验系统误差的主要原因是______．

◎ 答案

（1）闭合开关之前，为防止电表过载，保证电路的安全，滑动变阻器的滑动头P应放在电阻的阻值最大处； （2）在图线中，图线与纵轴的交点就是所要测量的电动势，读数为4.4V（或4.3V）；电压为1.0V时，电流约0.57A，内电阻可以使用公式：r+R0= △U △I = 4.4-1.0 0.57-0 =5.96Ω 所以，内电阻r=0.96V． （3）比较电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真之间的关系，就要从电路的结构进行分析：电路中，从电源流出的电流，分别流向电流表支路和电压表支路，故流经电流表支路的电流不是全部的电流，这时，常用的方法是把以上的电路等效成如图的电路： 很明显，根据公式：r= △U △I 计算出的结果是等效电源中的r′，r′是R0、r和RV三者的并联电阻， 因此r′要小于r+R0，即内电阻的测量值小于真实值；同样的原因，r分担的电压也会偏小，导致电动势的测量值也偏小． 故答案为：最大；4.3V或4.4V，0.96Ω或1.0Ω；＜，＜，电压表的分流．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池（电动势约为4.5V，内阻约为1.5Ω），现要测量这个电池的电动势E和内阻r，他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器（最大阻值为…”主要考查了你对  【实验：测定电池的电动势和内阻】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。