Question

为精确测量电源的电动势和内阻，实验小组设计了图甲所示电路，图中S₂为单刀双掷开关，定值电阻R₀=4Ω。实验时先闭合开关S₁，然后分别将S₂先后接到1和2，移动滑动变阻器滑片，记录多组电压表和电流表的读数U和I，最后通过描点得到图乙所示的两条U-I关系图线。

(1)请根据图甲，在图丙中将单刀双掷开关连入电路_________。

(2)若只考虑系统误差，当单刀双掷开关拨向1时，E_测______E_真，r_测______r_真；当单刀双掷开关拨向2时，E_测_______E_真，r_测_______r_真（填“>”、“=”、“<”）。

(3)根据图乙可知电源电动势E=_______V，内阻r=_______Ω。（结果均保留三位有效数字）

(4)电压表内阻R_V=_______Ω ，电流表内阻R_A=_________Ω。（结果均保留三位有效数字）

Answer

= > < < 3.00 1.00 745 1.00

【解析】

(1)[1]按实验原理图连接，如图

(2)[2][3]当单刀双掷开关拨向1时，根据等效电路可知，电动势等于电源没有接入电路时电源两端电压，则电动势测量值与真实值相等，此时，电源内阻测量值为电源内阻与电流表的内阻和定值电阻串联值即偏大；

[4][5]当单刀双掷开关拨向2时，根据等效电路可知，电动势等于电源没有接入电路时电源两端电压，电动势测量值即为电压表示数，则小于真实值相等，此时，电源内阻测量值为电源内阻与电压表的并联值即偏小；

(3)[6]由于两次测量中，电动势测量值一次与真实值相等，一次比真实值小，由图乙可知，电动势应为

(4)[7][8][9]当开关接1时，由闭合电路欧姆定律有

当开关接2时，由闭合电路欧姆定律有

变形得

由图像可得

联立解得

，，。