Question

18．某同學(xué)準(zhǔn)備利用下列器材測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻：
A．待測(cè)干電池一節(jié)，電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約零點(diǎn)幾歐姆
B．直流電流表A，量程均為0.6A，內(nèi)阻未知
C．靈敏電流計(jì)G，量程為3mA，內(nèi)阻Rg=30Ω    D．定值電阻R₀=2Ω
E．滑動(dòng)變阻器R₁（0-10Ω）     F．電阻箱R₂（0-1000Ω）     G．導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)
（1）該同學(xué)設(shè)計(jì)的思路是用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，因此他需要先改裝一個(gè)3V的電壓表，他改裝的方法是將靈敏電流計(jì)與電阻箱串聯(lián)，電阻箱接入電路的電阻為970Ω．
（2）為了使改裝后的電壓表示數(shù)變化盡可能的大一些，請(qǐng)幫他設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路畫(huà)在下面的方框中．
（3）實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電流表A讀數(shù)為I₁時(shí)，靈敏電流計(jì)G讀數(shù)為I₂時(shí)；當(dāng)電流表A讀數(shù)為I₃時(shí)，靈敏電流計(jì)G讀數(shù)為I₄時(shí)，由以上數(shù)據(jù)可以求出r=$\frac{{I}_{2}-{I}_{4}}{{I}_{3}-{I}_{1}}$R-R₀，E=$\frac{{I}_{2}{I}_{3}-{I}_{1}{I}_{4}}{{I}_{3}-{I}_{1}}$．（I₁、I₂、I₃、I₄、R₀表示）

Answer 1

分析 （1）明確改裝原理，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律即可明確應(yīng)串聯(lián)的電阻箱大��；
（2）根據(jù)題目要求和實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，從而明確對(duì)應(yīng)的電路圖；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，聯(lián)立即可求得對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）要改裝電壓表只能利用題中給出的靈敏電流計(jì)與一電阻箱串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知：
電阻箱接入電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-R_g=$\frac{3}{3×1{0}^{-3}}$-30=970Ω；
（2）由于電源內(nèi)阻較小，在實(shí)驗(yàn)中電壓表示數(shù)變化范圍較小，為了能讓電壓表變化范圍大一些，應(yīng)將定值電阻與電源串聯(lián)，從而作為等效內(nèi)阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電流表采用相對(duì)電源的外接法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；故原理圖如圖所示；
（3）電壓表內(nèi)阻R=1000Ω；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：
I₂R=E-I₁（r+R₀）
I₄R=E-I₃（r+R₀）
聯(lián)立解得：r=$\frac{{I}_{2}-{I}_{4}}{{I}_{3}-{I}_{1}}$R-R₀
E=$\frac{{I}_{2}{I}_{3}-{I}_{1}{I}_{4}}{{I}_{3}-{I}_{1}}$
故答案為：（1）串；970Ω；（2）電路圖如圖所示   （3）$\frac{{I}_{2}-{I}_{4}}{{I}_{3}-{I}_{1}}$R-R₀；$\frac{{I}_{2}{I}_{3}-{I}_{1}{I}_{4}}{{I}_{3}-{I}_{1}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道電表的改裝原理，并能正確通過(guò)方程組的分析求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．