Question

13．某同學設計了一個“測定電源電動勢和內阻”的實驗，可供選擇的器材如下：
A．待測干電池一節(jié)
B．電流表A（量程為0～60mA，內阻為R_A=18Ω）
C．電壓表V（量程0～3V，內阻R_v約3kΩ）
D．滑動變阻器R₁（0～5Ω）
E．滑動變阻器R₂（0～30Ω）
F．定值電阻R₃（阻值為2Ω）
G．定值電阻R₄（阻值為l0Ω）

（1）為完成實驗，滑動變阻器應該選R₂，定值電阻應該選R₃（填寫器材后面的代號）；
（2）請完善圖a中的電路圖；
（3）根據圖b中已描的點畫出U-I圖象，由圖象得該電源的電動勢E=1.47V，內阻r=1.07Ω（結果保留三位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，根據實驗方法即可明確應選擇的滑動變阻器，再根據改裝原理確定定值電阻的選擇；
（2）根據實驗原理即可確定對應的電路圖；
（3）根據閉合電路歐姆定律以及串并聯電路的規(guī)律列式，聯立即可求得電動勢和內電阻．

解答 解：（1）由于電源的內阻較小約為幾歐，故為了能起到控制調節(jié)作用，滑動變阻器應采用總阻值為30Ω的R₂；由于給出的電流表量程約為60mA，量程偏小，為了能準確測量，可以采用串聯定值電阻的方法來減小電流，需要的電阻R=$\frac{1.5}{60×1{0}^{-3}}$=25Ω，兩定值電阻均達不到要求，所以應考慮改裝電流表，為了讓量程較大，應將較小的電阻與電流表并聯，量程改裝為：
I=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{3}}$=60+$\frac{60×18}{2}$=600mA，符合實驗要求；
（2）根據（1）中分析可知，電路圖如圖所示；
（3）根據閉合電路歐姆定律可知：
U=E-10Ir
由圖可知，圖象與縱軸的交點為電源的電動勢，故E=1.48V；
r=$\frac{1.48-0.9}{0.54}$=1.07Ω；
故答案為：（1）R₂；R₃；（2）如圖所示；（3）1.47；1.07．

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，要注意明確實驗原理，知道電表改裝的方法，掌握選擇電路的能力，同時注意能根據圖象分析實驗數據的方法．