Question

20．為了測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，現(xiàn)準(zhǔn)備了下列器材：
待測(cè)干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約1.0Ω）
電流表G（滿偏電流3.0mA，內(nèi)阻150Ω）
電流表A（量程0～0.60A，內(nèi)阻未知）
滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，2A）
滑動(dòng)變阻器R₂（0～1000Ω，1A）
定值電阻R₃=850Ω
開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干
（1）為了能盡量準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，也為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是R₁．
（2）請(qǐng)用黑色簽字筆在如圖1方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖．
（3）某同學(xué)根據(jù)正確的電路圖作出的I₁-I₂圖象如圖2所示（I₁ 為電流表G的示數(shù)，I₂為電流表A的示數(shù)），由該圖象可求出被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.40V，內(nèi)電阻r=0.67Ω．

Answer 1

分析 （1）為方便實(shí)驗(yàn)操作，在保證安全的前提下，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）電源的U-I圖象與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)值是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值是電源的內(nèi)阻．

解答 解：（1）為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選電阻值比較小的，故選R₁．
（2）伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，電壓表測(cè)路端電壓，電流表測(cè)電路電流；
同時(shí)，由于題目沒(méi)有給出電壓表，而是給了一個(gè)已知內(nèi)電阻的小電流表，所以需要給小電流表G串聯(lián)定值電阻，改裝成電壓表，然后畫出實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（3）由電源的U-I圖象可知，圖象與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)值為1.4mA，表示電壓為：U=${I}_{1}（{R}_{3}+{r}_{g}）=1.4×1{0}^{3}×（850+150）$=1.40V，
則電源電動(dòng)勢(shì)E=1.40V；
由圖象可知，電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.40-1.0}{0.6}$≈0.67Ω；
故答案為：（1）R₁
（2）畫出電路圖如圖
（3）1.40V    0.67Ω

點(diǎn)評(píng) 要知道伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)的實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)電路圖；要掌握應(yīng)用圖象法求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的方法．