Question

在測定一節干電池（電動勢約為1.5V，內阻約為0.5Ω）的電動勢和內阻的實驗中，提供的器材有：
A．電壓表量程為3V，內阻約為5kΩ
B．電壓表量程為15V，內阻約為10Ω
C．電流表量程為0.6A，內阻約為0.1Ω
D．電流表量程為3A，內阻約為0.01Ω
E．變阻器R₁為（20Ω，3A）F．變阻器R₂為（500Ω，0.2A）
G．開關、導線若干為了較準確測量電池的電動勢和內阻，電壓表應該選

A

（填A或B）；電流表應該選

C

（填c或D）；變阻器應該選

E

（填E或F）；實驗電路圖如圖1應該選

乙

圖（填“甲”或“乙”）．

若根據實驗測量數據畫的U-I圖，如圖2所示．
由圖可知如果將這個電池的正、負極短路，則短路電流為

2.4

A_這個電池的內電阻為

0.625

Ω．

Answer 1

分析：電壓表、電流表的選擇注意要使其指針偏轉較大大些，最好在滿量程的三分之二左右偏轉，滑動變阻器在應用限流接法時要注意大于待測電阻阻值；甲圖誤差來自電壓表的分流，乙圖誤差來自電流表的分壓，根據誤差產生的原因結合實際情況進行電路的選擇．
在U-I圖象中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．結合數學知識求得U-I的解析式，然后令U=0得到I值為短路電流．

解答：解：電源的電動勢只有1.5V，而題目中只有3V和15V兩種電壓表，為了測量的準確，應選取A電壓表；
由圖2中的數據范圍，測量的電流值在0-0.7A范圍內，不足3A量程的

1

3

，故電流表應選取0-0.6A量程即C；
因電源電動勢較小，為了便于操作和減小誤差，滑動變阻選較小阻值，即E；
甲圖誤差來自電流表的分壓，電動勢和內阻測量值與真實值之間的關系為：E_測=E_真，r_測=r_真+R_A，
利用甲電路雖然電動勢的測量沒有系統誤差，但是所使用的電流表內阻和電源內阻相差不大，甚至比電源內阻大，這樣導致內阻的測量誤差很大，
因此在測量電源電動勢和內阻時不采用甲電路．
乙圖誤差來自電壓表的分流，電動勢和內阻測量值和真實值之間的關系為：E_測=

RV

RV+r真

E_真，r_測=

RVr真

RV+r真

因此利用乙電路所測結果也偏小，但是，由于電壓表內阻R_v很大，測量結果接近真實值；故實驗時一般選擇乙電路．
結合數學知識得到U關于I的解析式為：U=-0.625I+1.50
令U=0，得：I=2.4A，即短路電流．
圖象中的斜率表示電源的內阻，所以電源的內阻為r=

1.50-1.0

0.80

=0.625Ω，
故答案為：A；C；E；乙；2.4；0.625．

點評：電學實驗一般以常見實驗為載體考查實驗中的接法、儀表的選擇及數據的處理，誤差分析等； 應注意保證實驗中的安全性和準確性．