Question

16．為了測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材：
A．待測(cè)干電池（電動(dòng)勢(shì)E約為1.5V，內(nèi)阻r不超過(guò)1.5Ω）
B．電流表（量程0～2mA，內(nèi)阻R_G=10Ω）
C．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻R_A約為0.1Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0～100Ω，1A）
F．定值電阻R₃=990Ω
G．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干

（1）請(qǐng)?jiān)谝陨咸峁┑钠鞑闹羞x擇所需器材設(shè)計(jì)測(cè)量電路，在圖1中的虛線(xiàn)框內(nèi)補(bǔ)畫(huà)出完整的電路原理圖．（要求在電路圖中標(biāo)明所使用器材）
（2）根據(jù)合理的設(shè)計(jì)電路測(cè)量數(shù)據(jù)，電流表的示數(shù)記為I₂，電流表的示數(shù)記為I₁，某同學(xué)測(cè)出了6組I₁，I₂的數(shù)據(jù)，并已描繪出如圖2所示的I₁和I₂的關(guān)系圖線(xiàn)．則：
①I(mǎi)₁，I₂關(guān)系式為I₁=$\frac{E}{{R}_{g}+{R}_{3}}-\frac{{I}_{2}}{{R}_{g}+{R}_{3}}r$．（用題中所給字母表示）
②根據(jù)已描繪出的圖線(xiàn)，可得出被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)為1.48V，內(nèi)阻為0.80Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的儀表及實(shí)驗(yàn)原理可得出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（2）由作出的U-I圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢(shì)；圖象的斜率表示內(nèi)阻．

解答 解：（1）由題意可知，本實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有給出電壓表，故應(yīng)采用電流表G與定值電阻串聯(lián)后充當(dāng)電壓表使用；故電路圖如圖所示．
（2）①表頭的示數(shù)與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓處理，則由閉合電路歐姆定律可知：
I₁（R₃+R_g）=E-I₂r
即：${I}_{1}=\frac{E}{{R}_{g}+{R}_{3}}-\frac{{I}_{2}}{{R}_{g}+{R}_{3}}r$，
${I}_{1}=\frac{E}{1000}-\frac{{I}_{2}r}{1000}$
②由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為1.48mA，
則有：1.48mA=$\frac{E}{1000}$，解得E=1.48V．
由圖象可知，圖象的斜率為：0.8×10^-3，由公式得圖象的斜率等于$\frac{r}{1000}$，解得r=0.80Ω．
故答案為：（1）如圖所示，（2）①$\frac{E}{{R}_{g}+{R}_{3}}-\frac{{I}_{2}}{{R}_{g}+{R}_{3}}r$，②1.48，0.80．

點(diǎn)評(píng) 正確選擇儀器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)�？疾榈目键c(diǎn)；本題為測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)的變形，注意由于沒(méi)有電壓表，本實(shí)驗(yàn)中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表，再根據(jù)原實(shí)驗(yàn)的研究方法進(jìn)行分析研究．