Question

【題目】甲同學設計了如圖甲所示的電路測電源電動勢E及電阻R1和R2阻值，實驗器材有：待測電源E（不計內阻），待測電阻R1，待測電阻R2，電壓表V（量程為1．5V，內阻很大），電阻箱R（0~99．99Ω），單刀單擲開關S1，單刀雙擲開關S2，導線若干．

（1）先測電阻R1的阻值．請將甲同學的操作補充完整:

A．閉合S1,將S2切換到a，調節電阻箱，讀出其示數r和對應的電壓表示數U1，

B．保持電阻箱示數不變， ，讀出電壓表的示數U2;

C．則電阻R1的表達式為R1= ．

（2）甲同學已經測得電阻R1=4．8Ω，繼續測電源電動勢E和電阻R2的阻值．該同學的做法是：閉合S1,將S2切換到a,多次調節電阻箱,讀出多組電阻箱示數R和對應的電壓表示數U，由測得的數據,繪出了如圖乙所示的圖線,則電源電動勢E= V,電阻R2= Ω．若在（2）步驟中考慮電壓表的分流作用，甲同學測得的電動勢 （選填“大于”、“小于”或“等于”）真實值．

（3）利用甲同學設計的電路和測得的電阻R1，乙同學測電源電動勢E和電阻R2的阻值的做法是：閉合S1，將S2切換到b，多次調節電阻箱，讀出多組電阻箱示數R和對應的電壓表示數U，由測得的數據，繪出了相應的圖線，根據圖線得到電源電動勢E和電阻R2．這種做法與甲同學的做法比較，由于電壓表測得的數據范圍 （選填“較大”、“較小”或“相同”），所以 同學的做法更恰當些（選填“甲”或“乙”）．

Answer 1

【答案】（1）將S2切換到b , （2） 1．25,2．7，小于 （3）較小,甲

【解析】

試題分析：（1）由題意可知，本實驗中沒有給出電流表，故應是電壓表與電阻箱求電源電動勢和內電阻的；實驗中應充分利用電阻值及串并聯電路的規律得出表達式；為了多測數據，應再將S2切換到b．由歐姆定律可知：U2=I（r+R1）,U1=Ir而電路電流相等，聯立解得：．

（2）根據，有，比照直線方程y=kx+b，有截距1/E=b=0．8，所以，E=1．25；斜率k=6，又，已測出R1=4．8Ω，求得R2=2．7Ω．

該實驗測量的誤差主要來自于電壓表的分流，即所測的外電壓和電流，外電壓是準確的，測量的電流偏小，作出如圖所示的U-I圖線，虛線表示真實圖線，實線表示測量圖線，可知，測量的電動勢小于真實值，測量的內阻小于真實值．

（3）若開關打在b處，則電壓表測量的為電阻箱與R1兩端的電壓，因定值電阻的分壓作用，使電壓表測量范圍減小，故實驗中誤差較多，故應選擇甲同學的做法．