Question

4．為測定干電池的電動勢和內(nèi)阻，提供的實驗器材如下所示：
A．完全相同的二干電池2節(jié)，每節(jié)干電池1•5v左右，內(nèi)阻較小
B．電流表A（量程為0.6A，內(nèi)阻約o．5Ω）
C．滑動變阻器R_l （0--10Ω，10A）
D．滑動變阻器R₂（0--100Ω，1A）
E．電流表G（0--3.0mA，Rg=10Ω）
F．定值電阻R₃=990Ω
G．定值電阻R₄=90Ω
H．定值電阻R₀=3.0Ω
（1）由于兩節(jié)干電池的內(nèi)阻較小，現(xiàn)將定值電阻R₀=3.0Ω與兩節(jié)干電池串聯(lián)后作為一個整體進行測量．在進行實驗時，滑動變阻器應(yīng)選用C，由于無電壓表，故將電流表G與某定值電阻串聯(lián)改裝成適當(dāng)量程的電壓表，則定值電阻應(yīng)選用F．（填寫實驗器材前的編號）
（2）在虛線方框中補充完整本實驗電路的原理圖．

（3）根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)作出I₂-I₁的圖象如圖2圖所示，其中I₂為通過電流表G的電流，I₁為通過電流表A的電流．根據(jù)該圖象可知每節(jié)干電池的電動勢為1.5V，內(nèi)阻為2Ω．

Answer 1

分析 （1）在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動變阻器；
（2）所給實驗器材中，有兩個電流表，沒有電壓表，也沒有電阻箱，只能用伏安法測電池電動勢與內(nèi)阻，可以用電流表與定值電阻組裝一個電壓表，根據(jù)伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理作出電路圖．
（3）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識求出I₁和電源兩端電壓U的關(guān)系，根據(jù)圖象與縱軸的交點求出電動勢，由與橫軸的交點可得出路端電壓為某一值時電流，則可求得內(nèi)阻．

解答 解：（1）電源為兩節(jié)干電池，則電動勢為3V較小，電源的內(nèi)阻較小，為多測幾組實驗數(shù)據(jù)，方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器，因此滑動變阻器應(yīng)選：C．
上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，將電流表G與定值電阻R₀串聯(lián)，改裝成電壓表；改裝后電壓應(yīng)約大于等于3V，則根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，應(yīng)串聯(lián)的電阻R=$\frac{3}{3×1{0}^{-3}}$-10=990Ω；故選F；
（2）用改裝后的電壓表測量電壓值，用電流表A與滑動變阻器串聯(lián)測電路電流，如圖所示；
（3）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識得電源兩端電壓為：U=I₁（900+100）=1000I₁，
根據(jù)圖象與縱軸的交點得電動勢為E=3.0×10^-3×1000V=3V，則一節(jié)干電池的電動勢為1.5V；
與橫軸的交點可得出路端電壓為2.0V時電流是0.2A，
由閉合電路歐姆定律E=U+I（r+R₀）可得，電源內(nèi)阻r+R₀=$\frac{E-U}{I}$=$\frac{3-2}{0.2}$=5Ω；
故內(nèi)阻r=5-3=2Ω；一節(jié)干電池的內(nèi)阻為1Ω
故答案為：（1）C；F；（2）電路圖如圖所示；（3）1.5；1．

點評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，要注意當(dāng)器材中沒有電壓表時，應(yīng)考慮將電流表與定值電阻串聯(lián)代替電壓表；涉及到用圖象求解的問題，應(yīng)先根據(jù)物理規(guī)律解出關(guān)于縱軸與橫軸物理量的函數(shù)表達式，然后再根據(jù)截距和斜率的概念求解即可．