Question

給你下列器材：待測直流電源1個（電動勢未知，內電阻約為幾歐）；電阻箱1個；開關1個；電流表和電壓表各1個，兩個電表的表盤均有刻度但無刻度值，且兩電表量程均符合要求；另有導線若干條．
（1）請從上述器材中選出你認為必需的器材，設計一個電路測定待測電源的內電阻，畫出電路圖．
（2）簡要寫出完成接線后的實驗操作方案．
（3）推導出用你所測出的物理量計算電源內電阻的表達式．
（4）根據你設計的電路，為了提高電源內電阻的測量精確度，你對電流表、電壓表的內電阻有何要求？對從電阻箱中選用的測量電阻值有何要求？（只要求寫出結論，不要求寫出分析過程）

Answer 1

分析：抓住電源的電動勢等于外電壓和內電壓之和，采用安阻法測量．結合閉合電路歐姆定律列出兩個方程從而求出內電阻的表達式．抓住電流表的內阻進行誤差分析．

解答：解：（1）采用安阻法測量，電路圖如圖所示．
（2）簡單的實驗操作方案：
①閉合開關S，電阻箱取值R₁時，記下電流表（或電壓表）指針偏轉格數N₁，
②電阻箱取值R₂時，記下電流表（或電壓表）指針偏轉格數N₂．
（3）推導r的表達式：設電流表每小格刻度值為I₀，電壓表每小格刻度值為U₀
根據閉合電路歐姆定律得：

E=N1I0(R1+r) E=N2I0(R2+r)

得r=

N2R2-N1R1

N1-N2

（4）由于產生誤差的原因是r_測=R_A+r_真，因此要求電流表內阻R_A＜＜r，且選擇電阻箱取值時，在電流表不超出量程的條件下，應盡量使R₁、R₂的值不要比r大得太多．
答：（1）所需器材為電流表和電阻箱以及電源、電鍵和導線若干．
（2）①閉合開關S，電阻箱取值R₁時，記下電流表（或電壓表）指針偏轉格數N₁，
②電阻箱取值R₂時，記下電流表（或電壓表）指針偏轉格數N₂．
（3）r=

N2R2-N1R1

N1-N2

（4）電流表內阻R_A＜＜r，且選擇電阻箱取值時，在電流表不超出量程的條件下，應盡量使R₁、R₂的值不要比r大得太多．

點評：解決本題的關鍵知道實驗的原理，以及會進行誤差分析．本題也可以通過伏安法、伏阻法進行測量．