Question

采用伏安法测量电源电动势 E 和内阻 r 时，由于电表因素带来了实验的系统误差．某研究性学习小组对此实验进行改进，设计出如图所示的测量电源电动势 E 和内电阻 r 的电路， E′是辅助电源， A、 B 两点间有一灵敏电流计 G．

（1）请你补充实验步骤： ①闭合开关 S₁、 S₂， 调节 R 和 R′使得灵敏电流计 G 的示数为零， 这时， A、 B 两点的电势φ_A、 φ_B的关系是 φ_A______φ_B（选填“大于”、 “小于”或“等于”）， 读出电流表和电压表的示数 I₁和 U₁， 其中 I₁______（选填“大于”、 “小于”或“等于”）通过电源 E 的电流．

②改变滑动变阻器 R、 R′的阻值， 重新使得        ，读出         ．

（2）由上述步骤中测出的物理量，可以得出电动势 E 表达式为______、内电阻 r的表达式为_________．

（3）该实验中 E _测______E _真（选填“大于”、 “小于”或“等于）

Answer

（1）等于；等于（2）灵敏电流计 G 的示数为零；电流表和电压表的示数 I2 和 U2

（3）；（4）等于

【解析】

试题分析：（1）①闭合开关S1、S2，调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零，这时，A、B两点的电势φA、φB的关系是φA 等于φB，读出电流表和电压表的示数I1和U1，电流表测量的是干路上的电流，其中I1 等于通过电源E的电流．

②改变滑动变阻器R、R′的阻值，重新使得灵敏电流计示数为零．读出 电流表和电压表的示数I2和U2．

（2）根据闭合回路欧姆定律得：E=I1r+U1 E=I2r+U2

解得：

（3）两次测量，调节R和R′使得灵敏电流计G的示数为零，使得AB之间的等效电阻为零，利用消元法消除了电表内阻造成的系统误差，所以E测 等于E真．

考点：测量电源的电动势及内阻

【名师点睛】电学探究性实验有创新，要求考生对电学实验的基本知识很熟练而且能够灵活应用．是一道很好的题目，该题有一定难度，要注意认真分析题意，明确物理规律的应用