Question

某同学要用如图1所示电路测量电源的电动势和内阻，同时测定一段粗细均匀的电祖丝电阻，实验器材除滑动变阻器K、开关S₁、S₂、导线若干外，还有如下器材：

A.待测电源（电动势约3V，内阻约1）

B.待测电阻丝Rx（约为3）

C.电压表（0-3V，内阻约15k）

D.电压表（0-3V，内阻约3k）

E.电流表（0-0.6A，内阻约1）

F.电流表（0-3A，内阻约0.5）

实验主要步骤：

（1）用游标卡尺测电阻丝长度如图2所示，则其长度为_________cm；用螺旋测微器测电阻丝直径如图3所示，则其直径为_________mm。

（2）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合S₁，将S₂接1。

①逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；

②以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线如图4中甲所示（U、I都用国际单位）；

③求出甲图线斜率的绝对值k₁和在横轴上的截距a。

（3）将S₂接2重复以上操作步骤，作U-I图线如图4中乙所示，求出乙图线斜率的绝对值k₂。

（4）回答下列问题：

①电压表最好选用_________，电流表最好选用_________；（填字母代号）

②若用a、k₁和k₂表示待测电源的电动势E、内阻r和待测电阻Rx的表达式，则E=_________、r=_________、Rx=_________.

Answer

5.235 3.852-3.854 C E a

【解析】

（1）[1]用游标卡尺测电阻丝长度为5.235cm

[2] 用螺旋测微器测电阻丝直径为3.852mm；

（4）①[3][4]根据电路图可知，本实验产生误差原因是电压表分流造成的，要想减小分流引起的误差，在量程相同情况下应选择内阻大的电压表，故电压表选C。

由题意可知电路中最大电流约为

=0.6A

所以电流表应选择E。

②[5][6][7]S2接1时，根据闭合电路欧姆定律可得

E=U+Ir

得U-I关系式为

U=E-Ir

根据公式可知，电源内阻即为斜率。

当路端电压为0时，有0=E-Ir，即

E=

当S2接2时，根据闭合电路欧姆定律可得

E=U+I（r+Rx）

得U-I关系式为

U=E-I（r+Rx）

根据公式可知

得