Question

2．某同學(xué)需要測定某干電池的電動勢和內(nèi)電阻．已知干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻小于4Ω；電壓表（量程0一2V，內(nèi)阻約3kΩ）、電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約1.0Ω）、滑動變阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只．

（1）實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器應(yīng)選用R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（2）在甲圖的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測得多組電壓和電流值，在U-I圖象中描點(diǎn)得到的如圖乙所示，由圖可求出該電源電動勢E=1.5V；內(nèi)阻r=1.25Ω．

Answer 1

分析 （1）滑動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．過大則難以調(diào)節(jié)；過小起不到應(yīng)有的調(diào)節(jié)作用．
（2）運(yùn)用伏安法測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻，由于內(nèi)阻較小，采用電流表外接法連接電路．
（3）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)表示電源的電動勢．

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)確測量，還有R₂額定電流只有0.1A，很容易燒壞，所以滑動變阻器應(yīng)選小電阻R₁ ．
（2）運(yùn)用伏安法測量干電池的電動勢和內(nèi)電阻，由于內(nèi)阻較小，采用電流表外接法連接電路：

（3）根據(jù)表中描出的點(diǎn)，作出U-I圖象如圖所示：

由閉合電路歐姆定律可知：U=E-Ir；
即電動勢與電流成一次函數(shù)關(guān)系，由數(shù)學(xué)知識可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動勢；
圖象的斜率表示內(nèi)源內(nèi)電阻；
故由圖可得電動勢為：E=1.5V，r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.4}$=1.25Ω
故答案為：（1）R₁；（2）電路圖如圖所示；（3）1.5；1.25．

點(diǎn)評 測電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的考查中，一定會考到數(shù)據(jù)的處理； 因此要掌握好此實(shí)驗(yàn)的圖象法分析電動勢和內(nèi)電阻的方法．