Question

16．某同學(xué)要測(cè)某節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，已知該干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約2Ω，現(xiàn)有電壓表量程約為0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ，電流表量程約為0～0.6A，內(nèi)阻約為1.0Ω，滑動(dòng)變阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只．
（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁（選填“R₁”或“R₂”）．請(qǐng)?jiān)趫D甲空白處畫出該實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連接實(shí)驗(yàn)電路．
（2）在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值，得到如圖丙所示的U-I圖象，由圖可較準(zhǔn)確地求出電源電動(dòng)勢(shì)E=1.46V；內(nèi)阻r=1.83Ω．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器在電路中起到保護(hù)電路并調(diào)節(jié)電流作用，在限流接法中取比內(nèi)電阻大10左右即可．過(guò)大則難以調(diào)節(jié)；過(guò)小起不到應(yīng)有的調(diào)節(jié)作用．運(yùn)用伏安法測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，由于內(nèi)阻較小，采用電流表外接法連接電路．根據(jù)原理圖可明確對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（2）由閉合電路歐姆定律可得出電壓與電流的關(guān)系，結(jié)合數(shù)學(xué)關(guān)系可知圖象的斜率表示內(nèi)阻，與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)．

解答 解：（1）由題意可知，電源的內(nèi)阻小于4Ω，故為了易于調(diào)節(jié)，準(zhǔn)確測(cè)量，還有R₂額定電流只有0.1A，很容易燒壞，所以滑動(dòng)變阻器應(yīng)選小電阻R₁ ．
運(yùn)用伏安法測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，由于內(nèi)阻較小，采用電流表外接法連接電路；根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示；
（2）由閉合電路歐姆定律可知：U=E-Ir；
即電動(dòng)勢(shì)與電流成一次函數(shù)關(guān)系，由數(shù)學(xué)知識(shí)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)源內(nèi)電阻；
故由圖可得電動(dòng)勢(shì)為：E=1.46V
r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.46-0.8}{0.36}$=1.83Ω
故答案為：（1）R₁，原理圖如圖所示，實(shí)物圖如圖所示；（2）1.46，1.83

點(diǎn)評(píng) 測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的考查中，一定會(huì)考到數(shù)據(jù)的處理； 因此要掌握好此實(shí)驗(yàn)的圖象法分析電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的方法； 同時(shí)注意明確原理圖以及實(shí)物圖的連接方法．