Question

15．要測量某電源的電動勢E及內阻r（E約為6V，r約為1.5Ω）器材有量程3V的電壓表V，量程0.6A的電流表A，固定電阻R=8.5Ω，滑動變阻器R′（0-10Ω），開關S，導線若干．
（1）請根據所給的測量電路圖，用筆畫線代替導線來完成實物連接圖．
（2）實驗中，當電流表讀數為I₁時，電壓表讀數為U₁；當電流表讀數為I₂時，電壓表讀數為U₂．則可以求出E=$\frac{{I}_{1}{U}_{2}{-I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$．（用I₁，I₂，U₁，U₂及R表示）
（3）該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由電壓表分流引起的．由于系統(tǒng)誤差，內電阻的測量值r_測小于真實值r_真（選填“小于”、“等于”或“大于”）
（4）誤差有系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種，利用畫U-I圖線求點董事和內電阻的優(yōu)點在于可以盡量減小偶然誤差（選填“系統(tǒng)”或“偶然”）

Answer 1

分析 （1）對照電路圖連接實物圖即可；
（2）根據閉合電路歐姆定律列方程求解即可；
（3）由圖可知，電壓表測量為電源的輸出電壓，電壓表示數沒有誤差，但電流表測量的卻是外電路中一部分電路中的電壓，故可知誤差來自于電壓表的分流； 
（4）應用圖象法處理實驗數據可以減小偶然誤差．

解答 解：（1）對照電路圖連接實物圖，如圖所示：

（2）實驗中，當電流表讀數為I₁時，電壓表讀數為U₁；當電流表讀數為I₂時，電壓表讀數為U₂．
根據閉合電路歐姆定律，有：
E=U₁+I₁（r+R）
E=U₂+I₂（r+R）
聯立解得：
E=$\frac{{I}_{1}{U}_{2}{-I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$，r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$
（3）由圖示電路圖可知，由于電壓表分流作用，電流測量值小于流過電源的真實值，由此可知，該實驗的系統(tǒng)誤差主要是由電壓表的分流引起的；由于電流的測量值小于真實值，該實驗中電動勢的測量值小于真實值，內阻測量值小于電源內阻真實值．
（4）利用圖象法處理實驗數據，可以消除偶然誤差，但不能消除系統(tǒng)誤差．
故答案為：（1）如圖所示；（2）$\frac{{I}_{1}{U}_{2}{-I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$；（3）電壓表分流，小于；（4）偶然

點評 本題關鍵明確實驗原理，然后根據閉合電路歐姆定律列式求解電動勢和內電阻，難度適中．