Question

3．電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的測(cè)量是高中階段重要的實(shí)驗(yàn)．

（1）某次實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)習(xí)小組利用伏安法測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，設(shè)計(jì)的電路圖如圖1所示，當(dāng)電鍵S閉合后，移動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象為AC
A．電流表示數(shù)可變，電壓表示數(shù)始終為零B．電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)不變
C．電流表燒壞          D．電流表示數(shù)不變，電壓表示數(shù)可變
（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室可以提供的器材有：
a．待測(cè)電池：電動(dòng)勢(shì)E（約3V）、內(nèi)電阻r（約1Ω）
b．電流表：量程500μA，內(nèi)阻為400Ω
c．電流表：量程3A，內(nèi)阻為0.1Ω
d．滑動(dòng)變阻器：阻值0-600Ω，額定電流0.5A
e．滑動(dòng)變阻器：阻值0-20Ω，額定電流2.5A       f．電阻箱：9999.9Ω
①某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖2所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮撾娐�，電路中電流表A₁ 應(yīng)選擇c，A₂ 應(yīng)選擇b，R₁應(yīng)選擇e，R₂應(yīng)選擇f（請(qǐng)?zhí)顚?xiě)器材前的字母）．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理圖可以寫(xiě)出電源的電動(dòng)勢(shì)和電源內(nèi)阻的關(guān)系為E=I₂（R₂+R_A2）+I₁r，I₂為電流表A₂的讀數(shù)，I₁為電流表A₁的讀數(shù)，R₂為電阻箱的內(nèi)阻，R_A2為電流表A₂的內(nèi)阻，E、r分別表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
③實(shí)驗(yàn)中改變電路中的電阻R₁，通過(guò)多次讀取兩電流表的讀數(shù)，用描點(diǎn)法擬合出電流表A₂ 的電流I₂隨電流表A₁ 的電流I₁的變化的圖象，如3圖所示．那么表達(dá)式l_y（R₂+R_A2）（其中R₂表示的是變阻箱的阻值，R_A2表示的是電流表A₂的內(nèi)阻）表示的是電源的電動(dòng)勢(shì)．

Answer 1

分析 1、電流表應(yīng)串聯(lián)接入電路，電壓表應(yīng)與被測(cè)電路并聯(lián)，由于電壓表內(nèi)阻很大，電壓表串聯(lián)在電路中可以認(rèn)為電路斷路．根據(jù)電路結(jié)構(gòu)分析答題．
2、將小量程的電流表串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝成較大量程的電壓表，采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和誤差的減�。�
根據(jù)閉合回路歐姆定律可以求出電源的電動(dòng)勢(shì)和電源內(nèi)阻的關(guān)系．

解答 解：（1）設(shè)計(jì)的電路圖如圖1所示，當(dāng)電鍵S閉合后，移動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，電壓表與電流表并聯(lián)，電壓表被短路，電壓表示數(shù)為零，移動(dòng)滑片，電路總電阻變化，電路電流變化，電流表示數(shù)變化，電壓表示數(shù)始終為零．當(dāng)滑片P移到最右端時(shí)，電路的總電阻很小，電流較大，電流表容易燒壞，故AC正確，BD錯(cuò)誤；
（2）①將小量程的電流表串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝成較大量程的電壓表，采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和誤差的減小．
所以電路中電流表A₁應(yīng)選擇c，A₂應(yīng)選擇b，R₁應(yīng)選擇e，R₂應(yīng)選擇f．
②在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)：E=U+Ir=I₂（R₂+R_A2）+I₁r，I₂為電流表A₂的讀數(shù)，I₁為電流表A₁的讀數(shù)，R₂為電阻箱的內(nèi)阻，R_A2為電流表A₂的內(nèi)阻，E、r分別表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
③根據(jù)圖形得當(dāng)I₁=0時(shí)，I₂=I_y．
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識(shí)得E=U+IR
由圖象得：E=I_y（R₂+R_A2）（其中R₂表示的是變阻箱的阻值，R_A2表示的是電流表A₂的內(nèi)阻），
所以I_y（R₂+R_A2）表示的是電源的電動(dòng)勢(shì)．
故答案為：（1）AC
（2）①c，b，e，f；
②E=I₂（R₂+R_A2）+I₁r，I₂為電流表A₂的讀數(shù)，I₁為電流表A₁的讀數(shù)，R₂為電阻箱的內(nèi)阻，R_A2為電流表A₂的內(nèi)阻，E、r分別表示電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
③電源的電動(dòng)勢(shì)．

點(diǎn)評(píng) 1、本題考查了電表的用法，電流表內(nèi)阻很小，接在電路中相當(dāng)于一根導(dǎo)線，電壓表內(nèi)阻很大，應(yīng)與被測(cè)電路并聯(lián)，如果電壓表串聯(lián)在電路中，電路相當(dāng)于斷路．
2、測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中要注意數(shù)據(jù)的處理時(shí)主要應(yīng)用了圖象法，在學(xué)習(xí)中要掌握讀數(shù)及畫(huà)圖的能力，要結(jié)合公式理解圖象中點(diǎn)、線、交點(diǎn)及截距的意義．