Question

某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)水果電池（電動(dòng)勢約為4.5V，內(nèi)阻約為1.5Ω），現(xiàn)要測量這個(gè)電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，他從實(shí)驗(yàn)室借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)滑動(dòng)變阻器 (最大阻值為12Ω，),一只電壓表（量程為3V,內(nèi)阻約為15kΩ），一只電流表（量程為 0.6A,內(nèi)阻約為2Ω），一個(gè)定值電阻＝5 Ω和若干導(dǎo)線。

（1）該同學(xué)利用上述器材設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)調(diào)到_________(填最大、最小)。
（2）斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，再閉合開關(guān)S，讀取并記錄電壓表的示數(shù)及電流表的示數(shù)．改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，多次重復(fù)上述操作，可得到多組電壓值及電流值，并以為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，畫出的關(guān)系圖線(該圖線為一直線)，如圖乙所示．由圖線可求得電池組的電動(dòng)勢＝____V，內(nèi)阻＝______Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
（3）利用該實(shí)驗(yàn)電路測出的電動(dòng)勢和內(nèi)阻與真實(shí)值和相比，理論上____，______ (填“＞”“＜”或“＝”)．引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是___________.

Answer 1

(1)最大；(2) ＝4.3或4.4V，＝5.7或5.8Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
（3）E_測<E_真，r_測<r_真(填“>”“<”或“＝”)，
系統(tǒng)誤差的主要原因是電壓表的分流

試題分析：(1) 開關(guān)閉合前滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)調(diào)到最大，以保證閉合開關(guān)后電表不會(huì)因?yàn)槭緮?shù)太大而被燒壞（2）圖像中圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源電動(dòng)勢，所以電動(dòng)勢為4.3V，圖線的斜率表示電源內(nèi)阻5.7Ω（3）干路電流為兩支路電流之和，所以電流表的示數(shù)要比真實(shí)的干路電流偏小，所以短路電流比真實(shí)值偏小，斜率偏小，所以，r_測<r_真，由于有電壓表的分流作用，短路電流比真實(shí)的電流要小，真實(shí)的圖線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)偏大，所以E_測<E_真
點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，由閉合電路歐姆定律可知圖像與縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)交點(diǎn)、斜率的意義，最難的一點(diǎn)是誤差的分析，這要求學(xué)生對(duì)并聯(lián)分流原理要有清楚的認(rèn)識(shí)