Question

在測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：

A．待測(cè)的干電池（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)電阻小于1.0Ω ）
B．電流表A₁（量程0-3mA，內(nèi)阻R_g1=10Ω）
C．電流表A₂（量程0-0.6A，內(nèi)阻R_g2=0.1Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0-20Ω，10A）
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0-200Ω，l A）
F．定值電阻R₀（990Ω）
G．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干
（1）某同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中沒(méi)有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，于是他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的（a）、（b）兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路，其中合理的是

b

圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選

D

（填寫(xiě)器材前的字母）．
（2）圖乙為該同學(xué)根據(jù)（1）中選出的合理實(shí)驗(yàn)電路，利用測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表A₁的示數(shù)，I₂為電流表A₂的示數(shù)，且I₂的數(shù)值遠(yuǎn)大于I₁的數(shù)值），則由圖線可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=_

1.48

V，內(nèi)阻r=

0.84

Ω．
（3）若將圖線的縱坐標(biāo)改為

I₁（R₀+R_g1）

，（用題目中出現(xiàn)的字母表示）則圖線與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)的物理含義即直接為電動(dòng)勢(shì)的大小．

Answer 1

分析：（1）將電流表G串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和誤差的減�。�
（2）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(shì)，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）上述器材中雖然沒(méi)有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，將電流表G串聯(lián)一個(gè)電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．
由于電流表A₁的額定電流太小，不能測(cè)量電路中較大的電流，所以（a）、（b）兩個(gè)參考實(shí)驗(yàn)電路，其中合理的是b，
因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動(dòng)變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測(cè)量和誤差的減�。�滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D，
（2）圖象與縱軸的交點(diǎn)得最大電流為1.48mA．
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識(shí)得
電源兩端電壓U=I₁（990+10）=1000I₁，
根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)得電動(dòng)勢(shì)E=1.48mA×1000Ω=1.48V
與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為1V時(shí)電流是0.62A，
由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可得：
r=0.84Ω；
（3）該實(shí)驗(yàn)中，圖線與縱坐標(biāo)軸的交點(diǎn)的物理含義直接為電動(dòng)勢(shì)的大小時(shí)，所使用的坐標(biāo)系為：U-I圖象，所以需將圖線的縱坐標(biāo)改為電壓U，而：
U=I₁（R₀+R_g1），所以只要將所給的坐標(biāo)系的縱坐標(biāo)改為：I₁（R₀+R_g1）即可．
故答案為：（1）b，D  （2）1.48 V（士0.02V），0.84Ω（士0.03Ω）
（3）I₁（R₀+R_g1）

點(diǎn)評(píng)：在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，要注意根據(jù)畫(huà)出的U-I圖象分析出電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻．