Question

某同学想用伏安法测定一个电池的电动势和内阻，实验室的老师给他如下这些器材：

①电压表V（量程0～15V，内阻约15kΩ）；

②电流表A（量程0～3.0A，内阻约0.5Ω）；

③滑动变阻器R（0～100Ω，2.5A）；

④定值电阻R₀（3Ω，2.5A）；

⑤开关，导线若干。

实验后该同学用所测得的数据，已在U－I坐标中描好了数据点，如图乙所示，请完成下列问题：

(1)为了尽可能地减小误差，请在图甲的基础上将本实验的电路图设计完整______。

(2)由图乙可求得该电源电动势E＝______ V，内阻r＝______Ω。（结果保留一位小数）

(3)关于该实验方法引起的系统误差，下列分析正确的是_______。

A.由于电压表A的分压作用，导致E和r的测量值均偏大

B.由于电压表A的分压作用，导致E和r的测量值均偏小

C.由于电压表V的分流作用，导致E和r的测量值均偏大

D.由于电压表V的分流作用，导致E和r的测量值均偏小

Answer

11.6V 1.0 D

【解析】(1)为了使实验中路端电压变化明显，本实验应将定值电阻作为内阻来用。由于电流表内阻与电源内阻差不多，为了减小误差，应采用电流表内接法。电路连线图如图所示：

（2）将描出的点用平滑直线连接，让直线通过尽可能多的点，不在直线上的点，均匀分布在直线的两侧。图线如图所示：

图线在U轴上的截距等于电源电动势，E=11.6V；图线的斜率等于定值电阻与内阻之和， ，r=k-R0=1.0Ω；

（3）由电路图可得,电压表测路端电压，由于电压表的分流作用，使电流表的测量值小于真实值(通过电源的电流)；实验误差是由于电压表的分流造成的；

当外电路短路时，电压表不分流，故短路电流相同；而测量的电流值要小于真实值；故作出测量值和真实值的图象如图所示；

由图示可知，电动势测量值小于真实值，电源内阻测量值小于真实值，故D正确，ABC错误；

故选：D。