Question

3．某課外活動(dòng)小組自制了西紅柿電池組，現(xiàn)在要測(cè)量該西紅柿電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．該西紅柿電池組的電動(dòng)勢(shì)約為2V，內(nèi)阻達(dá)一千多歐姆．實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有如下器材供選擇：
多用電表：歐姆擋（×1，×10，×100，×1k）
直流電流擋（0～0.5mA，0～1mA，0～10mA，0～100mA）
直流電壓擋（0～0.5V，0～2.5V，0～10V，0～50V，0～250V，0～500V）
電壓表：（0～3V～15V）
電流表：（0～0.6A～3A）
滑動(dòng)變阻器：R₁（0～10Ω），R₂（0～2000Ω）
開關(guān)及導(dǎo)線．

（1）該小組同學(xué)先用多用電表直流電壓“0～2.5V”擋粗測(cè)了西紅柿電池組的電動(dòng)勢(shì)，指針穩(wěn)定時(shí)如甲圖所示，其示數(shù)為1.6V；
（2）為了更精確地測(cè)量西紅柿電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，應(yīng)選0～3V電壓，選1mA測(cè)電流．（填電表名稱和所選量程）
滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₂．（填電阻符號(hào)）
（3）請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方案，在圖乙所示的實(shí)物圖上用筆畫線代替導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)物連接．

Answer 1

分析 本題（1）的關(guān)鍵是明確“2.5V擋”的含義，應(yīng)明確每小格的電壓讀數(shù)；題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的大小選擇電壓表量程，通過求出通過電源的最大電流來選擇電流表量程，根據(jù)電源內(nèi)阻大小來選擇變阻器阻值；題（3）的關(guān)鍵是由于電源內(nèi)阻較大遠(yuǎn)大于電流表內(nèi)阻，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{r}＜\frac{r}{{R}_{A}^{\;}}$，則相對(duì)應(yīng)電源來說電流表應(yīng)用內(nèi)接法．

解答 解：（1）、從電壓表盤可知，每小格電壓為0.05V，應(yīng)估讀到0.01V，所以電壓表的讀數(shù)為：U=1.50+0.10=1.6V，要求保留兩位有效數(shù)字，則U=1.6V；
（2）、根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)為1.8V可知，應(yīng)選電壓表的0～3V測(cè)電壓；
根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出通過電源的最大電流為：${I}_{max}^{\;}$=$\frac{E}{r}=\frac{1.8}{1000}A=1.8mA$，所以應(yīng)選多用電表0～1mA測(cè)電流；
滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用限流式接法，應(yīng)選擇與待測(cè)電源內(nèi)阻接近的變阻器${R}_{2}^{\;}$；
（3）、根據(jù)題意，變阻器應(yīng)采用限流式接法；由于電源內(nèi)阻較大，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{r}＜\frac{r}{{R}_{A}^{\;}}$，所以相對(duì)電源來說電流表應(yīng)用內(nèi)接法，電路圖如圖所示：

根據(jù)電路圖連線實(shí)物圖如圖所示：

故答案為：（1）1.6
（2）電壓表0～3V，多用電表0～1mA，${R}_{2}^{\;}$
（3）如圖所示

點(diǎn)評(píng) 應(yīng)明確：①應(yīng)根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)的大小來選擇電壓表的量程，根據(jù)通過電路中的最大電流來選擇電流表量程；②伏安法測(cè)電阻時(shí)內(nèi)外接法的選擇方法對(duì)測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)同樣適用（即相對(duì)于電源來說，若滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{r}＞\frac{r}{{R}_{A}^{\;}}$，電流表應(yīng)用外接法，滿足$\frac{\;{R}_{V}^{\;}}{r}＜\frac{r}{{R}_{A}^{\;}}$，電流表應(yīng)用內(nèi)接法）．