《2025年赢在微点物理》

4. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路，所用器材如下：
电压表（量程0～3 V，内阻很大）；
电流表（量程0～0.6 A）；
电阻箱（阻值0～999.9 $\Omega$）；
干电池一节、开关一个和导线若干。
（1）根据图甲，完成图乙中的实物图连线。
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值$R$、相应的电流表示数$I$和电压表示数$U$。根据记录数据作出的$U - I$图像如图丙所示，则干电池的电动势为________V（保留3位有效数字），内阻为________$\Omega$（保留2位有效数字）。
（3）该小组根据记录数据进一步探究，作出$\frac{1}{I}-R$图像如图丁所示。利用图丁中图像的纵轴截距，结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为________$\Omega$（保留2位有效数字）。
（4）由于电压表内阻不是无穷大，本实验干电池内阻的测量值________（填“偏大”或“偏小”）。

答案：
答案　
(1)实物图连线见解析　　
(2)1.58 0.64　
(3)2.5　
(4)偏小
解析　
(1)实物连线如图。

(2)由电路结合闭合电路的欧姆定律可得U = E - Ir，由题图丙可知E = 1.58V，内阻r = $\frac{1.58 - 1.37}{0.33}$ $\Omega$ ≈ 0.64 $\Omega$。
(3)根据E = I(R + R_{A} + r)可得$\frac{1}{I}$ = $\frac{1}{E}$·R + $\frac{R_{A}+r}{E}$，由题图丁可知$\frac{R_{A}+r}{E}$ = 2 A^{-1}，解得R_{A} ≈ 2.5 $\Omega$。
(4)由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小。