Question

现有两组同学要测定一节干电池的电动势E和内阻r（已知E约为1.5V，r约为1Ω）。

（1）第一组采用图所示电路。

①为了完成该实验，选择实验器材时，在电路的a、b两点间可接入的器件是_______。

A．一个定值电阻           B．电阻箱           C．滑动变阻器

②为了调节方便且测量精度更高，电流表和电压表应选____（选填选项前的字母）。

A．电流表（0~0.6A），电压表（0~3V）      B．电流表（0~0.6A），电压表（0~15V）

C．电流表（0~3A），电压表（0~3V）       D．电流表（0~3A），电压表（0~15V）

③经过多次测量，他们记录了多组电流表示数I和电压表示数U，并在图中画出了U-I图像。由图像可以得出，此干电池的电动势的测量值E=_______V（保留三位有效数字），内阻的测量值r=_______Ω（保留两位有效数字）。

（2）第二组在没有电压表的情况下，设计了如图所示的电路，完成了对同一电池的测量。

①改变电阻箱接入电路中的电阻值，记录了多组电流表示数I和电阻箱示数R，通过研究图像的信息，他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近，但是内阻的测量值与第一组的结果有明显偏差。将上述实验重复进行了若干次，结果依然如此。关于第二组测量内阻产生的偏差及其原因，下列分析中正确的是_______（选填选项前的字母）。

A．第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果

B．第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果

C．造成这个偏差的原因是实际电流表内阻不能近似为零

D．造成这个偏差的原因是实验小组读取电流表读数时眼睛没有正对表盘，使读数有时候偏大，有时候偏小

②第二组对实验进行深入的理论研究，在是否可忽略电流表内阻这两种情况下，绘制两类图像。第一类图像以电流表读数I为横坐标，将电流表和电阻箱读数的乘积IR记为U作为纵坐标。第二类图像以电阻箱读数R为横坐标，电流表读数的倒数为纵坐标。图中实线代表电流表内阻可忽略的情况，虚线代表电流表内阻不可忽略的情况，这四幅图中，能正确反映相关物理量之间关系的是_______（选填选项前的字母）。

A.     B.    C.    D.  

Answer

BC A 1.48（1.48或1.49） 0.80（0.78~0.82） BC AC

【解析】

（1）①[1]a、b两点间接入电阻箱或滑动变阻器，通过改变阻值，改变电路中电压表和电流表的示数，测量多组数据；

② [2]电动势约，电压表选择即可，根据题中描绘的图像可知，电流表的量程选用即可，故A正确，BCD错误；

③ [3]根据闭合电路欧姆定律推导：

图线与纵轴的交点即为电动势：

[4]斜率为内阻：

；

（2）①[5]第二组采用的电路中将电阻箱的分压作为路端电压，实际测量的是电源和电流表组成的等效电源两端的电压，测量的内阻也是电源内阻和电流表内阻之和，所以测量的内阻偏大，故BC正确，AD错误；

② [6]AB．根据闭合电路欧姆结合所选电路：

可知干路电流测量准确，所以电动势测量准确，而虚线中电流表内阻不可忽略，所以内阻测量偏大，斜率变大，故A正确，B错误；

CD．根据闭合电路欧姆定律：

电动势测量值与真实值相等，图像的斜率不变，而虚线中电流表内阻不可忽略，内阻测量偏大，图线与纵轴的截距变大，故C正确，D错误。

故选AC。