Question

某同学通过查找资料自己动手制作了一个水果电池（电动势约为4.5V，内阻约为1.5Ω），现要测量这个电池的电动势E和内阻r，他从实验室借到一个开关、一个滑动变阻器 （最大阻值为12Ω，），一只电压表（量程为3V，内阻约为15kΩ），一只电流表（量程为 0.6A，内阻约为2Ω），一个定值电阻R=5Ω和若干导线．
（1）该同学利用上述器材设计了如图甲所示的实验电路，开关闭合前滑动变阻器接入电路的阻值应调到    （填最大、最小）．
（2）断开开关S，调节滑动变阻器的阻值，再闭合开关S，读取并记录电压表的示数及电流表的示数．改变滑动变阻器滑片的位置，多次重复上述操作，可得到多组电压值U及电流值I，并以U为纵坐标，以I为横坐标，画出U-I的关系图线（该图线为一直线），如图乙所示．由图线可求得电池组的电动势E=    V，内阻r=    Ω．（保留两位有效数字）
（3）利用该实验电路测出的电动势E_测和内阻r_测与真实值E_真和r_真相比，理论上E_测    E_真，r_测    r_真（填“＞”“＜”或“=”）．引起该实验系统误差的主要原因是    ．

Answer

（1）闭合开关之前，为防止电表过载，滑动变阻器的滑动头P应放在电阻的阻值最大处，以保证电路的安全；
（2）在图线中，图线与纵轴的交点就是所要测量的电动势，内电阻可以使用公式：进行计算．
（3）比较电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真之间的关系，就要从电路的结构进行分析：电路中，从电源流出的电流，分别流向电流表支路和电压表支路，故流经电流表支路的电流不是全部的电流，这时，常用的方法是把以上的电路等效化，然后再进行分析．
【解析】
（1）闭合开关之前，为防止电表过载，保证电路的安全，滑动变阻器的滑动头P应放在电阻的阻值最大处；
（2）在图线中，图线与纵轴的交点就是所要测量的电动势，读数为4.4V（或4.3V）；电压为1.0V时，电流约0.57A，内电阻可以使用公式：
所以，内电阻r=0.96V．
（3）比较电动势E测和内阻r测与真实值E真和r真之间的关系，就要从电路的结构进行分析：电路中，从电源流出的电流，分别流向电流表支路和电压表支路，故流经电流表支路的电流不是全部的电流，这时，常用的方法是把以上的电路等效成如图的电路：
很明显，根据公式：计算出的结果是等效电源中的r′，r′是R、r和RV三者的并联电阻，
因此r′要小于r+R，即内电阻的测量值小于真实值；同样的原因，r分担的电压也会偏小，导致电动势的测量值也偏小．
故答案为：最大；4.3V或4.4V，0.96Ω或1.0Ω；＜，＜，电压表的分流．