Question

19．有一節(jié)干電池，電動(dòng)勢(shì)大約為1.5V，內(nèi)阻約為1.0Ω，實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們?yōu)榱吮容^準(zhǔn)確地測(cè)出該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，他們?cè)诶蠋煹闹С窒碌玫搅艘韵缕鞑模?br />A．電壓表V（15V，10kΩ）
B．電流表A₁（量程3.0mA，內(nèi)阻R_g=10Ω）
C．電流表A₂（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）
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)S和導(dǎo)線若干
（1）為了能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是D．（填寫(xiě)器材前字母）
（2）請(qǐng)?jiān)趫D1中所示虛線框內(nèi)畫(huà)出他們采用的實(shí)驗(yàn)原理圖（標(biāo)注所選的器材符號(hào)）

（3）該小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)原理圖，如圖2所示，利用測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表A₁的示數(shù)，I₂為電流表A₂的示數(shù)，且I₂的數(shù)值遠(yuǎn)大于I₁的數(shù)值）如圖所示，則由圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.48V，內(nèi)阻r=0.84Ω．（結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后2位）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可明確應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器；
（2）由于沒(méi)有電壓表，可以將電流表串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和誤差的減�。�
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答 解：（1）因電源內(nèi)阻較小，為了有效調(diào)節(jié)電路中的電流，滑動(dòng)變阻器選擇總阻值較小的D；
（2）由于沒(méi)有電壓表，可以用電流表與定值電阻串聯(lián)組成電壓表測(cè)電壓，電源電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，電壓表量程為3V即可，則應(yīng)把電流表A₁與定值電阻串聯(lián)組成電壓表，由A₂測(cè)量電路即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故原理圖為：

（2）I₂的數(shù)值遠(yuǎn)大于I₁的數(shù)值，可以認(rèn)為電路電流I=I₂，
由圖（b）所示圖象可知，在閉合電路中，
電源電動(dòng)勢(shì)：E=U+I₂r=I₁（R_g1+R₀）+I₂r，
則：I₁=$\frac{E}{{R}_{g1}+{R}_{0}}$-$\frac{r}{{R}_{g1}+{R}_{0}}$I₂，
由圖示圖象可知，圖象縱軸截距：b=$\frac{E}{{R}_{g1}+{R}_{0}}$=0.00148，
則：電源電動(dòng)勢(shì)：E=0.0015（R_g1+R₀）=0.00148×（10+990）=1.48V，
圖象斜率：k=$\frac{r}{{R}_{g1}+{R}_{0}}$=$\frac{△{I}_{1}}{△{I}_{2}}$=$\frac{0.00148-0.0011}{0.45}$=0.00084，
解得：r=0.00084（R_g1+R₀）=0.00084×（10+990）=0.84Ω；
故答案為：（1）D（2）如圖所示（3）1.48；0.84

點(diǎn)評(píng) 在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，要注意根據(jù)閉合電路歐姆定律得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，再畫(huà)出的U-I圖象分析出電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻，注意在處理中單位的換算等細(xì)節(jié)問(wèn)題．