Question

【題目】某同學想用伏安法測定一個電池的電動勢和內阻，實驗室的老師給他如下這些器材：

①電壓表V（量程0～15V，內阻約15kΩ）；

②電流表A（量程0～3.0A，內阻約0.5Ω）；

③滑動變阻器R（0～100Ω，2.5A）；

④定值電阻R0（3Ω，2.5A）；

⑤開關，導線若干。

實驗后該同學用所測得的數據，已在U－I坐標中描好了數據點，如圖乙所示，請完成下列問題：

(1)為了盡可能地減小誤差，請在圖甲的基礎上將本實驗的電路圖設計完整______。

(2)由圖乙可求得該電源電動勢E＝______ V，內阻r＝______Ω。（結果保留一位小數）

(3)關于該實驗方法引起的系統誤差，下列分析正確的是_______。

A.由于電壓表A的分壓作用，導致E和r的測量值均偏大

B.由于電壓表A的分壓作用，導致E和r的測量值均偏小

C.由于電壓表V的分流作用，導致E和r的測量值均偏大

D.由于電壓表V的分流作用，導致E和r的測量值均偏小

Answer 1

【答案】 11.6V 1.0 D

【解析】(1)為了使實驗中路端電壓變化明顯，本實驗應將定值電阻作為內阻來用。由于電流表內阻與電源內阻差不多，為了減小誤差，應采用電流表內接法。電路連線圖如圖所示：

（2）將描出的點用平滑直線連接，讓直線通過盡可能多的點，不在直線上的點，均勻分布在直線的兩側。圖線如圖所示：

圖線在U軸上的截距等于電源電動勢，E=11.6V；圖線的斜率等于定值電阻與內阻之和， ，r=k-R0=1.0Ω；

（3）由電路圖可得,電壓表測路端電壓，由于電壓表的分流作用，使電流表的測量值小于真實值(通過電源的電流)；實驗誤差是由于電壓表的分流造成的；

當外電路短路時，電壓表不分流，故短路電流相同；而測量的電流值要小于真實值；故作出測量值和真實值的圖象如圖所示；

由圖示可知，電動勢測量值小于真實值，電源內阻測量值小于真實值，故D正確，ABC錯誤；

故選：D。