Question

【題目】用如圖所示電路測量電源的電動勢和內阻。實驗器材：待測電源（電動勢約3 V，內阻約2 Ω），保護電阻R1（阻值10 Ω）和R2（阻值5 Ω），滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關S，導線若干。

實驗主要步驟：

（i）將滑動變阻器接入電路的阻值調到最大，閉合開關；

（ii）逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數U和相應電流表的示數I；

（iii）以U為縱坐標，I為橫坐標，做U–I圖線（U、I都用國際單位）；

（iv）求出U–I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。

回答下列問題：

（1）電壓表最好選用__________；電流表最好選用_________。

A．電壓表（0~3 V，內阻約15 kΩ）

B．電壓表（0~3 V，內阻約3 kΩ）

C．電流表（0~200 mA,內阻約2 Ω）

D．電流表（0~30 mA,內阻約2 Ω）

（2）選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內阻r的表達式E=______，r=______，代入數值可得E和r的測量值。

Answer 1

【答案】A C ak k-R2

【解析】

電壓表并聯在電路中，故電壓表內阻越大，分流越小，誤差也就越小，因此應選內阻較大的A電壓表；當滑動變阻器接入電阻最小時，通過電流表電流最大，此時通過電流表電流大小約為;因此，電流表選擇C；分析電路可知，滑片右移電壓表示數變大，則說明滑動變阻器接入電路部分阻值增大，而A項中兩導線均接在金屬柱的兩端上，接入電阻為零；而B項中兩導線接在電阻絲兩端，接入電阻最大并保持不變；C項中一導線接在金屬桿左端，而另一導線接在電阻絲左端，則可以保證滑片右移時阻值增大；而D項中導線分別接右邊上下接線柱，滑片右移時，接入電阻減小；故D錯誤；故選C；

由閉合電路歐姆定律可知：U=E-I（r+R2），對比伏安特性曲線可知，圖象的斜率為k=r+R2；則內阻r=k-R2；令U=0，則有：;由題意可知，圖象與橫軸截距為a，則有：,解得.