Question

某物理兴趣小组设计了如图甲所示电路测量一节干电池的电动势E和内阻r。合上开关S₁，开关S₂打到位置1，移动滑动变阻器的滑片P，记录下几组电压表的示数以及对应的电流表示数；然后将S₂打到位置2，移动滑动变阻器的滑片P，再记录下几组电压表的示数以及对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图像，如图乙所示，两图线（直线）在纵轴上的截距分别为U_A、U_B，在横轴上的截距分别为I_A、I_B。

(1)S₂打到位置1时，作出的图像是图乙中的图线___（选填“A”或“B”），测出的电池电动势E和内阻r存在系统误差，原因可能是________。

(2)由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为E_真=___、r_真=___。

(3)小组同学继续用图丙所示电路探究测电源电动势和内阻时，电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响。其中，虚线框内为用灵敏电流计G改装的电流表A，V为标准电压表，E为待测电源，S为开关，R为滑动变阻器，R₀是阻值为4.0Ω的定值电阻。

①已知灵敏电流计G 的满偏电流I_g=100 μA、内阻r_g=2.0 kΩ，若要改装后的电流表满偏电流为200 mA，应并联一只阻值为___Ω的定值电阻R₁（结果保留一位小数）。

②小组同学在前面实验的基础上，为探究图丙所示电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响，用一已知电动势和内阻的标准电源通过上述方法多次测量，发现电动势的测量值与已知值几乎相同，但内阻的测量值总是偏大。若测量过程无误，则内阻测量值总是偏大的原因可能是________（填选项前的字母）。

A. 电压表内阻的影响

B. 滑动变阻器的最大阻值偏小

C. R₁的实际阻值比计算值偏小

D. R₀的实际阻值比标称值偏大

Answer

B 电压表的分流 UA 1.0 CD

【解析】

(1)[1]打到位置时，根据闭合电路欧姆定律

可知路端电压测量准确，当路端电压为0时，短路电流测量准确，即

打到位置时，干路电流测量准确，当干路电流为0时，根据闭合电路欧姆定律可知电源电动势测量准确，即

此时将电流表和电源视为等效电源，短路电流为

为电流表内阻，根据

结合图像可知

所以打到位置时，对应的图线为。

[2]误差的原因可能是电压表分流，导致干路电流测量不准确。

(2)[3]根据(1)中分析可知电动势

[4]内阻为

(3)①[5]根据并联电路的分流规律

解得

②[6]A．如果考虑电压表的内阻，测得的电阻相当于电源E的内阻与R0串联后再与电压内阻并联的阻值，即测得的电阻值偏小，A错误；

B．滑动变阻器的阻值不会影响r的测量结果，B错误；

C．电表改装时，R1的实际阻值比计算值偏小，可导致通过表头的电流偏小，电流表读数偏小，故内阻测量值总量偏大，C正确；

D．结合电路图，由闭合电路欧姆定律

R0的实际阻值比称标值偏大，可导致内阻测量值总量偏大，故D正确。

故选：CD。