实验小组测量某一电源的电动势和内阻。

1. 实验小组测量某一电源的电动势和内阻。

(1) 小李同学先用多用电表粗测该电源的电动势。他先把选择开关旋转到直流电压5V挡，正确操作测量时表盘指针如图所示，其读数为V。

(2) 为了更准确地测量电动势和内阻，他在实验室中找到了电阻箱、电压表、定值电阻等相关器材，组成如图甲所示电路，并进行实验。已知该电源允许通过的最大电流为25mA，图中电阻箱R的阻值范围为0~9999Ω。

①电路中R₀为保护电阻，实验室中备有以下几种规格的定值电阻，本实验中应选用。

A.30Ω，125mA　　B.170Ω，40mA

C.240Ω，15mA　　D.450Ω，10mA

②实验中通过调节电阻箱的阻值，记录电阻箱的阻值R及相应的电压表示数U，根据测得的多组数据，作出 $\text{[math]}$ 图线，如图乙所示，图线的纵轴截距为a，图线的斜率为k，则电源的电动势E=，内阻r=。

③若考虑到电压表内阻对实验的影响，则电源电动势的测量值比真实值（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

【考点】

电池电动势和内阻的测量;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某同学用“安阻法”测量电源的电动势和内阻。现有待测电源E（电动势约为2V，内阻约为2Ω），电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.5Ω），电阻箱R（最大阻值为99.9Ω），开关S，导线若干。

(1) 在图甲中画出实验电路图。该同学根据正确的电路图，正确连接电路，规范操作。

(2) 第一次测量：调节电阻箱R，示数为 $\text{[math]}$ 时，读取电流表示数 $\text{[math]}$ ，示数为 $\text{[math]}$ 时，读取电流表示数 $\text{[math]}$ ，则电源电动势的计算式， $\text{[math]}$ ，内阻的计算式 $\text{[math]}$ 。

(3) 第二次测量：调节电阻箱R的阻值，记录多组电流表的读数I和电阻箱的对应读数R，根据测量数据作出如图乙所示的 $\text{[math]}$ 图像，则电源电动势 $\text{[math]}$ V。内阻 $\text{[math]}$ Ω（计算结果均保留一位小数）。

(4) 关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A. 由于电流表有内阻，会使电源内阻的测量值存在系统误差 B. 由于电流表有内阻，会使电源电动势的测量值存在系统误差 C. 第一次测量中，若测有三组数据，则可求得电源电动势E、内阻r和电流表内阻 $\text{[math]}$ D. 第二次测量中的数据处理方式可以减小偶然误差

实验探究题普通

2. 要测量一电源的电动势E（小于3V）和内阻r（约1Ω），现有下列器材：理想电压表V（3V和15V两个量程）、电阻箱R（0~999.9Ω）、定值电阻R₀=3Ω、开关和导线。某同学根据所给器材设计如下的实验电路：

（1）电路中定值电阻R₀的作用是；

（2）请根据图甲电路，在图乙中用笔画线代替导线连接电路；

（3）该同学调节电阻箱阻值R，读出对应的电压表示数U，得到二组数据：R₁=2Ω时，U₁=2.37V，R₂=4Ω时，U₂=2.51V。由这二组数可求得电源的电动势E=V，内阻r=Ω。（结果保留三位有效数字）

实验探究题普通

3. 某研究小组的同学要测量一个未知电源的电动势E及内阻r。手边的实验器材有：待测电源（电动势E约为4V，内阻r约为0.8Ω），电压表V（量程为1V，内阻 $\text{[math]}$ 约为1kΩ），滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，滑动变阻器 $\text{[math]}$ ，电阻箱 $\text{[math]}$ ，定值电阻 $\text{[math]}$ （阻值为10Ω），开关S，导线若干。

(1) 由于电压表V的量程太小，需将电压表量程扩大为3V，则应测量此电压表的内阻 $\text{[math]}$ ，该小组同学依据图甲电路进行测量，步骤如下：

①S断开，使滑动变阻器的滑片P处于最左端a，并将电阻箱的阻值调为零；

②闭合S，将滑动变阻器的滑片P由左端缓慢向右滑动，当电压表的读数为满偏值时，滑片P停止滑动；

③保持滑动变阻器的滑片P位置不变，调节电阻箱的阻值使电压表的读数为满偏值的一半时，记下电阻箱的阻值 $\text{[math]}$ 。该实验中滑动变阻器应选用。（填入器材所对应的符号）

从以上步骤测得的数据可得，要改装成量程为3V的电压表，该电压表应串联的分压电阻 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 研究小组的同学利用题给的电压表（表盘未改动）串联分压电阻 $\text{[math]}$ 构成量程为3V的电压表后，设计了图乙的电路测量电源电动势E及内阻r。为了使电压表的读数随电阻箱的阻值改变而有较大的变化，在干路上连接了一个阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻，实验过程中通过改变电阻箱的阻值R得到多组对应电压表的读数值U。导出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的函数关系式，由此作出 $\text{[math]}$ 的图象如图丙所示，得到图线的截距为b，斜率为k。则电源电动势 $\text{[math]}$ ；内阻 $\text{[math]}$ 。

实验探究题普通