《2025年步步高大一轮复习讲义物理教科版》

1. 实验原理
闭合电路欧姆定律。

答案： 实验原理：根据闭合电路欧姆定律，对于电源，其电动势$E$、内阻$r$、路端电压$U$和干路电流$I$满足关系$E = U+Ir$。通过改变外电路电阻，测量多组$U$、$I$值，联立方程可求解$E$和$r$；或作出$U - I$图像，图像与纵轴交点为$E$，斜率绝对值为$r$。

2. 实验器材
电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺。

答案： 2. 滑动变阻器

3. 实验步骤
(1)电流表用0.6A 的量程，电压表用3V 的量程，按电路图连接好电路。

(2)把滑动变阻器的滑片移到使阻值最大的一端。
(3)闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表有明显示数并记录一组数据$(I_{1},U_{1})$。用同样的方法再测量几组$I$、$U$值，填入表格中。
(4)断开开关，拆除电路，整理好器材。

答案： 3.
(1)0.6；3
(2)大

4. 用实验数据求$E$、$r$的处理方法
(1)列方程求解：由$U = E - Ir$得$\begin{cases}U_{1}=E - I_{1}r\\U_{2}=E - I_{2}r\end{cases}$，解得$E$、$r$。

(2)用作图法处理数据，如图所示。
①图线与纵轴交点为$E$；
②图线与横轴交点为$I_{短}=$$\frac{E}{r}$；
③图线的斜率的绝对值表示$r=$$\frac{\Delta U}{\Delta I}$。

答案： 4.
(2)①$E$ ②$\frac{E}{r}$ ③$\frac{\Delta U}{\Delta I}$

5. 误差分析
(1)偶然误差：主要来源于电压表和电流表的读数以及作$U - I$图像时描点不准确。
(2)系统误差：
①如图甲所示
方法 a 电压表的分流作用造成误差，电压值越大，电压表分流越多，对应的$I_{真}$与$I_{测}$的差$I_{V}$越大，$I_{V}=\frac{U}{R_{V}}$。其中$U - I$图像如图乙所示。

结论：$E_{测}$＜$E_{真}$，$r_{测}$＜$r_{真}$。
方法 b 等效电源法
如图甲所示，$E_{测}=\frac{R_{V}}{R_{V}+r}E_{真}\lt E_{真}$，$r_{测}=\frac{R_{V}r}{R_{V}+r}\lt r_{真}$。
②如图丙所示
方法 a 电流表的分压作用造成误差，电流越大，电流表分压越多，对应$U_{真}$与$U_{测}$的差$U_{A}$越大，$U_{A}=I\cdot R_{A}$。其中$U - I$图像如图丁所示。

结论：$E_{测}$=$E_{真}$，$r_{测}$＞$r_{真}$。
方法 b 等效电源法
如图丙所示，$E_{测}=E_{真}$，$r_{测}=r + R_{A}\gt r_{真}$。
(3)电路选择：
①电源内阻一般较小，选图甲电路误差较小。
②当 A 内阻已知时选图丙电路，此时$r = |k| - R_{A}$，没有系统误差。

答案： 5.
(2)①＜；＜ ②=；＞