Question

1．某同學要測量一節(jié)干電池的電動勢和內電阻．他根據老師提供的以下器材，畫出了如圖1所示的原理圖．

①電壓表V（量程3V，內阻R_V=10kΩ）
②電流表G（量程3mA，內阻R_g=100Ω）
③電流表A（量程3A，內阻約為0.5Ω）
④滑動變阻器R₁（0～20Ω，2A）
⑤滑動變阻器R₂（0～100Ω，1A）
⑥定值電阻R₃=0.5Ω
⑦開關S和導線若干
a．該同學沒有選用電流表A的原因是量程與被測電流值相比較太大．
b．該同學將電流表G與定值電阻R₃并聯(lián)，實際上是進行了電表的改裝，則他改裝后的電流表對應的量程是0.603A．
c．為了能準確地進行測量，同時為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是R₁（填寫器材編號）
d．該同學利用上述實驗原理圖測得數據，以電流表G的讀數為橫坐標，以電壓表V的讀數為縱坐標繪出了如圖2所示的圖線，根據圖線可求出電源的電動勢E=1.48V（保留三位有效數字），電源的內阻r=0.84Ω（保留兩位有效數字）．

Answer 1

分析 ①根據干電池的電動勢和滑動變阻器R₁，可估算出電路中電流最小值，沒有選用電流表A的原因是量程太大；
②根據并聯(lián)電路的特點求解改裝后的電流表對應的量程；
③為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器；
④根據電流表G讀數與改裝后電流表讀數的關系，由閉合電路歐姆定律求出電源的電動勢和內阻．

解答 解：①一節(jié)干電池的電動勢約E=1.5V，為方便實驗操作，滑動變阻器應選R₁，它的阻值范圍是0-10Ω，
電路中最小電流約為I_min=$\frac{E}{R}$=$\frac{1.5}{10}$=0.15A，電流表A的量程是3A，0.15A不到該量程的三分之一，
流表量程太大，因此不能用電流表A．
②改裝后電流表量程：I=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{3}}$=0.003+$\frac{0.003×10}{0.5}$A=0.603A；
③為使電路中電流較大，并且方便調節(jié)，故實驗中應選用的滑動變阻器是阻值范圍較小的R₁．
④由上可知，改裝后電流表的量程是電流表G量程的200倍，圖象的縱截距b等于電源的電動勢，由圖讀出電源的電動勢為：E=1.48V．
圖線的斜率大小k=r，由數學知識知：k=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.48-1.06}{2.5×200×1{0}^{-3}}$=0.84，則電源的內阻為：r=k=0.84Ω
故答案為：①量程與被測電流值相比較太大；②0.603；③R₁；④1.48；0.84．

點評 測量電源的電動勢和內電阻的實驗，采用改裝的方式將表頭改裝為量程較大的電流表，再根據原實驗的研究方法進行分析研究，注意數據處理的方法．