Question

3．圖甲為同學(xué)測量某一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖，其中虛線框內(nèi)為用毫安表改裝成雙量程電壓表的電路．已知毫安表的內(nèi)阻為100Ω，滿偏電流為3mA，電流表A量程為0.6A，內(nèi)阻為02Ω，R₁和R₂為定值電阻．
（1）器材：
已知定值電阻R₁=900Ω，R₂=4000Ω，若使用a和b兩個(gè)接線柱，電壓表量程為15V，使用a和c兩接線柱，電壓表的量程為3V．
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：
①按照原理圖連接電路；
②開關(guān)S₂撥向c，將滑動(dòng)變阻器R的滑片移動(dòng)到左端（填“左”或“右”），閉合開關(guān)S₁；
③多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下相應(yīng)的電流表的示數(shù)I₁和毫安表的示數(shù)I₂．
（3）數(shù)據(jù)處理：
①利用實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)畫成了圖乙所示的I₂-I₁圖象；
②由圖象得電源的電動(dòng)勢(shì)E=0.90V，內(nèi)阻r=1.0Ω．（計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）明確電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)改裝原理以及串并聯(lián)電路的規(guī)律進(jìn)行分析即可求得電阻的阻值；同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理即可明確應(yīng)采用的電阻；
（2）明確電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求即可確定滑片開始時(shí)的位置；
（3）明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，結(jié)合圖象進(jìn)行分析，從而求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；

解答 解：（1）根據(jù)改裝原理可知，若使用a和b兩個(gè)接線柱，電壓表量程為U=I_g（R_g+R₁+R₂）=3×10^-3×（100+900+4000）=15V；
使用a和c兩接線柱，電壓表的量程為U'=I_g（R_g+R₁）=3×10^-3×（100+900）=3V
（2）實(shí)驗(yàn)中為了保護(hù)電路，應(yīng)讓電流由最小開始調(diào)節(jié)，故滑動(dòng)變阻器阻值應(yīng)調(diào)至最大，因此滑片開始時(shí)應(yīng)接滑至最左端；
（3）開關(guān)滑向C，則改裝電壓表內(nèi)阻為1000Ω；
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：
1000I₂=E-I₁r
則可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)b=0.90mA；
則根據(jù)公式可得：E=1000b=0.9V；
圖象的斜率k=$\frac{r}{1000}$=$\frac{0.9-0.4}{0.5}$×10^-3=1×10^-3
解得r=1.0Ω；
故答案為：（1）15；3；（2）左；（3）0.9；1.0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻、求電阻阻值、實(shí)驗(yàn)器材的選擇、電路誤差分析等，要求能知道電流表的改裝原理、分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律即可正確解題