Question

8．某同學要測定三節(jié)干電池組成電池組的電動勢和內阻，實驗室中提供如下器材：
A．電流表G（滿偏電流5mA，內阻10Ω）
B．電流表（量程0.6A，內阻0.5Ω）
C．電壓表（量程15V，內阻約為6kΩ）
D．滑動變阻器（0～10Ω，額定電流為2A）
E．定值電阻R₀（阻值990Ω）
D．電建S一個，導線若干．
（1）完成虛線框內的電路連接．為了減小實驗誤差以及便于數據處理，電路圖1中的導線應該連接到②（填“①”或“②”）的位置．
（2）調節(jié)滑動變阻器，測得虛線框中電表的示數x與電流表的示數I的多組數值，作出x-I圖象如圖2所示，則由圖線可以得到被測電池組的電動勢E=4.5V，內阻r=4.5Ω（保留兩位有效數字）．
（3）實驗時，小明進行多次測量，花費了較長的時間，測量期間一直保持電路閉合．其實，從實驗誤差考慮，這樣的操作不妥，因為干電池長時間使用后，電動勢和內阻會發(fā)生變化，導致實驗誤差增大．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，根據實驗給出的信息確定應需要的電壓表，再根據改裝原理即可明確應采用的電路圖，再根據電流表內阻的影響分析電流表接法；
（2）根據圖象和閉合電路歐姆定律進行分析，從而確定對應的電動勢和內電阻；
（3）知道電源的電動勢和內電阻在長時間使用時會存在較大的變化，從而產生誤差．

解答 解：（1）三節(jié)干電池的電動勢大約為4.5 V，由于所給電壓表的量程過大，因此需要用電流表G和定值電阻R組成了一個量程為5 V的電壓表，因此虛線框內的電路連接如下圖所示．
由于電流表的電阻已知，因此將導線連接到②采用相對電流表相對電源外接法，可以減小電池電阻測量的誤差．
（2）由電路連接可知，x為電流表G的示數，將圖線延長，圖線與縱軸的交點是4.5 mA，為電路斷路時電流表G的示數，由U=E-Ir可知，此時電源的電動勢等于路端電壓，即為：
E=4.5×10^-3×（990+10）=4.5V，
電源的內阻為：
r=$\frac{4-2}{0.5-0.1}$-0.5=4.5．
（3）干電池長時間使用后，電動勢和內阻會發(fā)生變化，導致實驗誤差增大．
故答案為：（1）電路圖見解析，②；（2）4.5，4.5；（3）干電池長時間使用后，電動勢和內阻會發(fā)生變化，導致實驗誤差增大．

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，要注意明確實驗原理，注意電表改裝原基本方法，同時掌握閉合電路歐姆定律的正確使用即可準確求解．