Question

5．某同學(xué)為了測量某一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材：
A．待測干電池E（電動(dòng)勢約為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω）
B．電流表G（滿偏電流3.0mA，內(nèi)阻為100Ω）；
C．電流表A（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω，額定電流為2A）；
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0～1kΩ，額定電流為1A）
F．定值電阻R₀（阻值為900Ω）
G．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干
為了能比較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，同時(shí)還要考慮操作的方便，某同學(xué)利用器材B、F組成電壓表并設(shè)計(jì)電路原理圖．根據(jù)要求回答下列問題

（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D．
（2）根據(jù)題意在圖1中畫出符合該同學(xué)該實(shí)驗(yàn)要求的電路圖
（3）如圖2所示，是該同學(xué)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出的圖線，其中，縱坐標(biāo)I₁為電流表G的示數(shù)，橫坐標(biāo)I₂為電流表A的示數(shù)，由圖可知，被測干電池的電動(dòng)勢為1.4 V，內(nèi)電阻為0.67Ω（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；
（2）所給實(shí)驗(yàn)器材中，有兩個(gè)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(dòng)勢與內(nèi)阻，可以用電流表與定值電阻組裝一個(gè)電壓表，根據(jù)伏安法測電源電動(dòng)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(shí)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(diǎn)求出電動(dòng)勢，由與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為某一值時(shí)電流，則可求得內(nèi)阻．

解答 解：（1）電源電動(dòng)勢為1.5V較小，電源的內(nèi)阻較小，為多次幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D，
（2）上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，將電流表G與定值電阻R₀串聯(lián)，改裝成電壓表，用電流表A測電路電流，滑動(dòng)變阻器R₁串聯(lián)接入電路，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

（3）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識(shí)得電源兩端電壓為：U=I₁（900+100）=1000I₁，
根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)得電動(dòng)勢為E=1.4mA×1000Ω=1.4V，
與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為1.0V時(shí)電流是0.6A，
由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可得，電源內(nèi)阻r=$\frac{E-U}{I}$=$\frac{1.4-1}{0.6}$≈0.67Ω；
故答案為：（1）D；（2）如圖所示；（3）1.4；0.67．

點(diǎn)評 本題考查測定電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的數(shù)據(jù)處理，要求能根據(jù)公式得出圖象中斜率及截距的含義．在計(jì)算電源的內(nèi)阻的時(shí)候，一定要注意縱坐標(biāo)的數(shù)值是不是從0開始的．