Question

有兩組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

(1)甲組同學(xué)器材有：電源，滑動(dòng)變阻器，電流表A1(0－200mA，內(nèi)阻約11Ω)，電流表A(0－300mA，內(nèi)阻約8Ω)，定值電阻R1=24Ω，R2=12Ω，開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干。為了測(cè)量A1的內(nèi)阻，該組同學(xué)共設(shè)計(jì)了下圖中A、B、C、D四套方案：

其中最佳的方案是______套，若用此方案測(cè)得A1、A2示數(shù)分別為180 mA和270mA，則A1的內(nèi)阻___Ω。

(2)乙組同學(xué)將甲組同學(xué)的電流表A1拿過(guò)來(lái)，再加上電阻箱R(最大阻值9.9Ω)，定值電阻R0=6.0Ω，一個(gè)開(kāi)關(guān)和若干導(dǎo)線(xiàn)用來(lái)測(cè)量一個(gè)電源(電動(dòng)勢(shì)E約為6.2V，內(nèi)阻r約為2.1Ω)的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻。請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出設(shè)計(jì)電路圖。

若記錄實(shí)驗(yàn)中電阻箱的阻值R和對(duì)應(yīng)的A1示數(shù)的倒數(shù)，得到多組數(shù)據(jù)后描點(diǎn)作出R－圖線(xiàn)如圖所示，則該電源的電動(dòng)勢(shì)E=________V，內(nèi)阻r=________Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

 

Answer 1

【答案】

（1）D，12；（2）電路如圖所示，6.0，2.0．

【解析】

試題分析：（1）要想測(cè)得A₁的內(nèi)阻應(yīng)測(cè)出流過(guò)其中的電流及兩端的電壓，但由題意可知，題目中沒(méi)有給出電壓表，故可以考慮采用兩個(gè)電流表充當(dāng)電壓表進(jìn)行測(cè)量；圖中AB采用了此種方法，但是由于兩電流表內(nèi)阻均不是已知量，只是約數(shù)，無(wú)法正確測(cè)出電阻值；

故可以采用并聯(lián)電路的分流原理，則定值電阻分流，則可通過(guò)并聯(lián)電路的電流規(guī)律求得并聯(lián)部分的電壓；CD采用的即為此種方法；C中分流電阻采用了12Ω的電阻，則電流表A₂中流過(guò)的電流為A₁中電流的兩倍；容易損壞電表；而D中采用了大電阻，則A₁滿(mǎn)偏時(shí)，A₂中電流約為：，則能準(zhǔn)確的得出數(shù)據(jù)，故選D方案為最佳方案；由并聯(lián)電路的規(guī)律可知，定值電阻中的電流為270-180=90mA；則電流表內(nèi)阻為：；

（2）測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻需要得出路端電壓和電流；但若把電阻箱和電源串聯(lián)，電路中最小電流為：，超過(guò)A₁的量程，故應(yīng)采用定值電阻分流；電路如圖所示；

故閉合電路歐姆定律可知：，整理的：，故圖象中的斜率等于，故：E=6.0V；圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為-6.0=-r-4，解得：r=2.0；

考點(diǎn)：本題考查伏安法測(cè)電阻、測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。