Question

4．某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室提供以下器材：
電壓表（量程3V，內(nèi)阻R_V約10kΩ）
電流表（量程3mA，內(nèi)阻R_g=100Ω）
滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍0-10Ω，額定電流2A）
滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍0-100Ω，額定電流1A）
定值電阻：R₀=0.5Ω
開(kāi)關(guān)S、導(dǎo)線若干

（1）為了測(cè)量準(zhǔn)確、操作方便，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器R₁（填寫器材的符號(hào)）．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，應(yīng)先將滑動(dòng)變阻器的滑片P置于a（選填“a”或“b”）端．
（2）該同學(xué)測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)后，以電流表讀數(shù)I為橫坐標(biāo)，以電壓表讀數(shù)U為縱坐標(biāo)作出了如圖乙所示的圖象，根據(jù)圖象求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.48V，電源的內(nèi)阻r=0.84Ω（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）．
（3）由于系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)E_測(cè)＜E_真，內(nèi)電阻r_測(cè)＜r_真（選填“＞”或“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和方法以及實(shí)驗(yàn)安全和準(zhǔn)確性原則可明確滑動(dòng)變阻器的選擇，同時(shí)明確滑片的位置；
（2）明確電路結(jié)構(gòu)求出電流大小；根據(jù)閉合電路歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)函數(shù)表達(dá)式與圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，
（3）分析電表內(nèi)阻的影響，根據(jù)圖象法分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）因是電源內(nèi)阻較小，故為了控制方便，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器總電阻較小的R₁；為了讓電流由最小開(kāi)始調(diào)節(jié)，開(kāi)始時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)調(diào)至a端；
（2）由改裝原理可知：I=Ig+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{0}}$=0.003+$\frac{0.003×100}{0.5}$=0.603A； 故可認(rèn)為改裝后電流表的量程是電流表G量程的200倍，圖象的縱截距b等于電源的電動(dòng)勢(shì)，由圖讀出電源的電動(dòng)勢(shì)為：E=1.48V．
圖線的斜率大小k=r，由數(shù)學(xué)知識(shí)知：k=$\frac{1.48-1.06}{2.5×200×1{0}^{-3}}$=0.84，則電源的內(nèi)阻為：r=k=0.84Ω；
（3）因本實(shí)驗(yàn)采用電流表外接法，由于電壓表的分流作用，流過(guò)電流表的電流小于真實(shí)值；則作出對(duì)應(yīng)的測(cè)量值和真實(shí)值圖象如圖所示；實(shí)線為測(cè)量值，虛線為真實(shí)值，則由圖可知，電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻均偏小；
故答案為：（1）R₁；a； （2）1.48；0.84；（3）＜；＜

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)；解決本題的關(guān)鍵會(huì)從U-I圖線獲取電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，以及會(huì)分析誤差的來(lái)源，學(xué)會(huì)通過(guò)圖象分析測(cè)量值和真實(shí)值的關(guān)系．