Question

实验小组要测定一个电源的电动势E和内阻r。已知待测电源的电动势约为5V，可用的实验器材有：

待测电源；

电压表V₁（量程0～3V；内阻约为3kΩ）；

电压表V₂（量程0～6V；内阻约为6kΩ）；

定值电阻R₁（阻值2.0Ω）；

滑动变阻器R₂（阻值0～20.0Ω）；

开关S一个，导线若干。

（1）实验小组的某同学利用以上器材，设计了如图甲所示的电路，M、N是电压表，P、Q分别是定值电阻R₁或滑动变阻器R₂，则P应是_________（选填“R₁”或“R₂”）。

（2）按照电路将器材连接好，先将滑动变阻器调节到最大值，闭合开关S，然后调节滑动变阻器的阻值，依次记录M、N的示数U_M、U_N。

（3）根据U_M、U_N数据作出如图乙所示的关系图像，由图像得到电源的电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。（均保留2位有效数字）

（4）由图像得到的电源的电动势值_________（选填“大于”、“小于”、“等于”）实际值。

Answer

R2 4.9 0. 90～1. 0 小于

【解析】

（1）[1]由电路图可知，电压表M测量P、Q总电压，电压表N测量Q的电压，故M为大量程的电压表V2，N为小量程的电压表V1，根据部分电路欧姆定律可知P为大量程的滑动变阻器R2，Q为小阻值的定值电阻R1。

（3）[2][3]设电压表M的示数为UM，电压表N的示数为UN，由图示电路图可知，电源电动势为

整理得：

由UM-UN图象可知，电源电动势为E=4.9V，由图可知图线的斜率为：

又从UM-UN的关系可知：

则电源内阻为：r=kR1=0.94Ω。

（4）[4]根据题意可知：

变形得：

所以图象的纵截距为：

则电源电动势为

所以根据图象得到的电源电动势值小于实际值。