測量電源的電動勢和內阻1．在測量一節干電池電動勢E和內阻r的實驗中，小明設計了如圖甲所示的實驗電路．(1)根據圖甲所示實驗電路，請在圖乙中用筆畫線代替導線，完成實物圖的連接．(2)實驗開始前，應先將滑動變阻器的滑片P移至________(填“a”或“b”)端．(3)合上開關S1，S2接圖甲中的1位置，改變滑動變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示數和對應的電流表示數；S2改接圖甲中的2位置，改變滑動變阻器的阻值，再記錄下幾組電壓表示數和對應的電流表示數．在同一坐標系內分別描點作出電壓表示數U和對應的電流表示數I的圖象，如圖丙所示，兩直線在縱軸上的截距分別為UA、UB，與橫軸的截距分別為IA、IB.①S2接1位置時，作出的U－I圖線是圖丙中的________(填“A”或“B”)線．②S2接1位置時，測出的電池電動勢E和內阻r存在系統誤差，原因是________(填“電壓”或“電流”)表的示數偏________(填“大”或“小”)．解析(1)實物圖連線如圖所示．(2)為保護電流表，實驗開始前，應將滑片P移至電阻最大的a端．(3)①當S2接1位置時，電壓表與電源并聯，看作一個等效電源，可知電動勢測量值和內阻的測量值都小于真實值，U－I圖線應是B線．②測出的電池電動勢E和內阻r存在系統誤差，原因是電壓表的分流，結果使電流表的示數偏小．答案(1)見解析圖(2)a(3)①B②電流小2．某同學用如圖甲所示的電路測量兩節干電池串聯而成的電池組的電動勢E和內阻r，R為電阻箱．干電池的工作電流不宜超過0.5A．實驗室提供的器材如下：電壓表(量程0～3V，內阻約3kΩ)；電阻箱(阻值范圍0～999.9Ω)；開關、導線若干．甲(1)請根據圖甲的電路在圖乙中畫出連線，將器材連接成實驗電路．乙(2)實驗時，改變電阻箱R的值，記錄電壓表的示數U，得到若干組R、U的數據．根據實驗數據繪出如圖丙所示的eq\f(1,U)－eq\f(1,R)圖線．由圖象得出電池組的電動勢E＝________V，內阻r＝________Ω.丙(3)關于這個實驗中存在的誤差以及減小誤差的各種方法，下列說法正確的是()A．電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差B．該同學讀電壓表讀數引起的誤差屬于系統誤差C．本實驗用圖象法處理數據可以減小偶然誤差D．如果將電壓表的內阻計算在內就可以減小系統誤差．解析(2)根據閉合電路歐姆定律得E＝U＋eq\f(Ur,R)，變換為eq\f(1,U)＝eq\f(r,E)·eq\f(1,R)＋eq\f(1,E)，結合圖象可得圖線斜率eq\f(r,E)＝eq\f(0.85,0.40)＝2.125，圖線在縱軸上截距eq\f(1,E)＝0.35，解得電動勢E≈2.86V，內阻r≈6.07Ω.(3)電壓表的分流作用引起的誤差屬于系統誤差，選項A錯誤；該同學讀電壓表讀數引起的誤差屬于偶然誤差，選項B錯誤．答案(1)如圖所示(2)2.86(2.85～2.87均可)6.07(6.06～6.08均可)(3)CD3．(2019·湖北武漢模擬)現要測量電壓表的內阻和電源的電動勢，提供的器材有：電源(電動勢約為6V，內阻不計)，電壓表V1(量程0～2.5V，內阻約為2.5kΩ)，電壓表V2(量程0～3V，內阻約為10kΩ)，電阻箱R0(最大阻值為9999.9Ω)，滑動變阻器R1(最大阻值為3kΩ)，滑動變阻器R2(最大阻值為500Ω)，單刀雙擲開關一個，導線若干．(1)在圖(a)中完成實驗電路原理圖的連線；(2)電路中應選用滑動變阻器________(選填“R1”或“R2(3)按照下列步驟進行實驗：①閉合開關前，將滑動變阻器和電阻箱連入電路的阻值調至最大；②閉合開關，將電阻箱調到6kΩ，調節滑動變阻器至適當的位置，此時電壓表V1的示數為1.60V，電壓表V2的示數為2.40V；③保持滑動變阻器連入電路的阻值不變，再將電阻箱調到2kΩ，此時電壓表V1的示數如圖(b)所示，其示數為________V，電壓表V2的示數為1.40V.(4)根據實驗數據，計算得到電源的電動勢為________V，電壓表V1的內阻為________kΩ，電壓表V2的內阻為________kΩ.解析(1)由于兩個電壓表的量程都小于電源的電動勢，兩個電壓表串聯后的總電壓仍然小于電源的電動勢，故應該用滑動變阻器作為保護電阻．如果只是測量電動勢，可以采用如圖甲所示的電路，但是要想計算電壓表V1、電壓表V2各自的內阻，需要將電路改進，設計的電路有圖乙、圖丙所示的兩種；而通過電壓表V1的最大電流約為1mA，通過電壓表V2的最大電流約為0.3mA，故設計的電路應該選擇圖乙．(2)根據(1)中電路圖的連接，因為電壓表的內阻較大，故滑動變阻器的最大阻值應該大于電壓表V1的內阻，故滑動變阻器應該選擇R1.(3)題圖(b)所示的電壓表的最小刻度為0.1V，故估讀到0.01V，其讀數為2.10V.(4)對圖乙，設電壓表V1和電壓表V2的內阻分別為r1、r2，示數分別為U1、U2，滑動變阻器的電阻調到r，由閉合電路的歐姆定律，得E＝U1＋U2＋(eq\f(U2,r2)＋eq\f(U2,R01))r，E＝Ueq\o\al(′,1)＋Ueq\o\al(′,2)＋(eq\f(U\o\al(′,2),r2)＋eq\f(U\o\al(′,2),R02))r，其中R01＝6kΩ，R02＝2kΩ，對電壓表V1和電壓表V2所在的電路，由串并聯規律得eq\f(U1,r1)＝eq\f(U2,r2)＋eq\f(U2,R01)，eq\f(U\o\al(′,1),r1)＝