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某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时,发现实验台上有以下器材:待测电源(电动势约为4V,内阻约为2Ω)定值电阻R0,阻值约为3Ω电压表两块(有5V、15V两个量程,5V量程内
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问题描述:

某同学到实验室做“测电源电动势和内阻”的实验时,

发现实验台上有以下器材:

待测电源(电动势约为4V,内阻约为2Ω)

定值电阻R0,阻值约为3Ω

电压表两块(有5V、15V两个量程,5V量程内阻约3kΩ)

电流表(内阻约为1Ω,量程0.6A)

滑动变阻器A(0~20Ω,3A)

滑动变阻器B(0~200Ω,0.2A)

电键一个,导线若干.

该同学想在完成学生实验“测电源电动势和内阻”的同时精确测出定值电阻R0的阻值,设计了如图所示的电路.实验时他用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数.在将滑动变阻器的滑片移动到不同位置时,记录了U1、U2、I的一系列值.其后他在两张坐标纸上各作了一个图线来处理实验数据,并计算了电源电动势、内阻以及定值电阻R0的阻值.

根据题中所给信息解答下列问题:

①在电压表V1接入电路时应选择的量程是______,滑动变阻器应选择______(填器材代号“A”或“B”);

②在坐标纸上作图线时,用来计算电源电动势和内阻的图线的横坐标轴用______表示,纵坐标轴用______表示;用来计算定值电阻R0的图线的横坐标轴、纵坐标轴分别应该用______、______表示.(填“U1、U2、I”或由它们组成的算式)

③若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得的定值电阻R0的值______其真实值,电源电动势E的测量值______其真实值.(选填“大于”、“小于”或“等于”)

邱晓燕回答:
  ①待测电动势4V,电压表的量程应选择5V,有利于读数减小误差,   滑动变阻器调节范围较大且便于操作,应选择0~20Ω的滑动变阻器A;   ②计算电源电动势和内阻的图线应为路端电压U1与干路电流I的关系图线,纵坐标的截距代表的是电源的电动势,直线的斜率代表的是电源的内阻的大小.   计算定值电阻R0的图线应为R0两端的电压(U1-U2)与电流I的关系图线;直线的斜率代表的定值电阻R0.   ③R0两端的电压(U1-U2)没有误差,电流表示数比R0的实际电流偏小,故R0的测量值偏大.   如果实验中测得的电源电动势和内阻误差较大,在不考虑偶然误差及电表内阻的影响外,原因还可能是未知电阻R0的阻值太大.   由图甲所示可知,相对于电源来说,实验采用电流表外接法,当外电路短路时,电流的测量值等于真实值,除此之外,   由于电压表的分流作用,电流的测量值小于真实值,电源的U-I图象如图所示,   由图象可知,电源电动势的测量值小于真实值,电源内阻的测量值小于真实值.   故答案为:①5V;A;②I;U1;I;U1-U2;③大于;小于.
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