Question

20．某同學(xué)設(shè)計(jì)用伏安法測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r．除待測干電池外，實(shí)驗(yàn)室可供選擇的主要器材有：
A．電流表：測量范圍0～10mA．內(nèi)電阻未知；
B．電流表：測量范圍0～0.5A，內(nèi)電阻很�。�
C．電阻箱R₀：電阻變化范圍0～999.9Ω．最小精度0.1Ω；
D．滑動(dòng)變阻器R：電阻變化范圍0～20Ω
E．開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干．
（1）實(shí)驗(yàn)中，首先需將電流表改裝成電壓表．該同學(xué)采用圖1的電路測定電流表的內(nèi)阻，其主要實(shí)驗(yàn)步驟如下，請完成步驟中的填空：
①將R₀調(diào)到某一設(shè)定值，滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭移到左端（選填“左端”、“右端”或“任意”）位置，然后閉合開關(guān)；
②多次改變R₀的大小，反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位置，發(fā)現(xiàn)當(dāng)R₀=5.0Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為10.0mA，電流表的示數(shù)為0.210A，則電流表的內(nèi)電阻為100Ω；
③拆開電路，采用電阻箱R₀與電流表串聯(lián)的方式，將電流表改裝成量程為2V的電壓表，則R₀的值應(yīng)調(diào)為100Ω
（2）用改裝成的電壓表和電流表，采用圖2的電路測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻．根據(jù)電壓表的示數(shù)U與電流表的示數(shù)I，經(jīng)描點(diǎn)、連線得到U-I圖象如圖3所示．
根據(jù)圖象可求得該干電池的電動(dòng)勢E=1.46V；內(nèi)電阻r=0.920Ω；（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖確定滑片的位置，應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出G的內(nèi)阻，求出串聯(lián)電阻阻值．
（2）根據(jù)電源U-I圖象求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻．

解答 解：（1）①由圖示電路圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，為保證電路安全，將R₀調(diào)到某一設(shè)定值，滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭移到左端位置，然后閉合開關(guān)；
②多次改變R₀的大小，反復(fù)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位置，發(fā)現(xiàn)當(dāng)R₀=5.0Ω時(shí)，電流表G的示數(shù)為10.0mA，電流表A的示數(shù)為0.210A，通過電阻箱的電流：I=0.21-0.01=0.2A，電阻箱兩端電壓，即G兩端電壓：U=IR₀=0.2×5=1V，則電流表G的內(nèi)電阻為：R_G=$\frac{U}{{I}_{G}}$=$\frac{1V}{0.01}$=100Ω；
③把G改裝成量程為2V的電壓表V，串聯(lián)電阻阻值：R₀=$\frac{{U}_{V}}{{I}_{G}}$-R_G=$\frac{2}{0.01}$-100=100Ω；
（2）由圖示電源U-I圖象可知，圖象與縱軸 交點(diǎn)坐標(biāo)值為：1.46，干電池的電動(dòng)勢E=1.46V；
內(nèi)電阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.46-1.0}{0.5}$=0.920Ω；
故答案為：（1）①左端；②100；③100；（2）1.46；0.920．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電壓表改裝、求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻，知道電壓表改裝原理、掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法即可正確解題．