Question

2．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，有下列器材：
待測干電池一節(jié)，電流表G （滿偏電流為2.5mA，內(nèi)阻為199Ω），定值電阻R₁=1.0Ω，．定值電阻R₂=99.5Ω，電阻箱（O-99.9Ω），開關(guān)S，導(dǎo)線．

（1）請在所給的圖1方框內(nèi)，畫出實驗電路圖，其中定倌電阻應(yīng)選用R₁（填“R₁”或“R₂”）
（2）某同學(xué)實驗測出了電阻箱的電阻及和電流表的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如表．請在坐標圖2中描點作出I-R圖線．

次數(shù) 物理量	1	2	3	4	5	6
R/Ω	1.6	2..1	2.2	3.2	4.2	5.6
I/mA	2.33	2.00	1.67	1.50	1.25	1.00
I-1/mA-1	0.43	0.50	0.60	0.67	0.80	1.00

（3）根據(jù)圖線可求得，被測電池的電動勢E=1.4V，內(nèi)阻為r=0.4Ω．

Answer 1

分析 （1）由給出的器材可知，本實驗應(yīng)選用安阻法，但由于電流表量程偏小，應(yīng)考慮改裝電流表；
（2）由閉合電路歐姆定律可得出函數(shù)關(guān)系，由數(shù)學(xué)關(guān)系可得出電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）由題目中給出的器材可知，本實驗應(yīng)采用電流表與電阻箱結(jié)合的方式求出電動勢和內(nèi)電阻；當(dāng)電阻箱電阻最大時，電流I仍接近15mA，所以電流表量程為2.5mA，不能直接測量，故應(yīng)并聯(lián)定值電阻擴大量程；若選用R₂并聯(lián)，則量程只擴大到原來的3倍，即7.5mA，也達不到要求，故應(yīng)選用R₁，將量程擴大到原來的200倍，即達到500mA；將改裝后的電流與與滑動變阻器串聯(lián)即可；故原理如圖所示；

（2）由閉合電路歐姆定律可知，E=I（R+r），$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$R+$\frac{r}{E}$，
由于R₁：R_g=1：199，則I₁=199I_g，I=I₁+I_g=200I_g，則$\frac{1}{{I}_{g}}$₌$\frac{200}{E}$R+$\frac{200r}{E}$，
根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應(yīng)點，然后作出圖象如圖所示：

（3）由圖示圖象可知，圖象的斜率k$\frac{△\frac{1}{I}}{△R}$=$\frac{0.001-0.0002}{5.6}$=$\frac{200}{E}$，解得：E=1.40V，
截距b=0.0002=$\frac{200r}{E}$，r=1.40Ω，在測量中我們沒有考慮改裝后的電流表的內(nèi)阻影響，
故1.40中包含電流表的內(nèi)阻，而內(nèi)電流表內(nèi)阻約為1Ω，故電源內(nèi)阻約為r′=1.40-1=0.40Ω；
故答案為：（1）R₁；（2）如圖所示；（3）1.4；0.4．

點評 本題用安阻法測量電源的電動勢和內(nèi)電阻，由于要將電流表改裝以及坐標中坐軸單位不是國際單位，從而給本題增加了難度，在解題中應(yīng)注意體會．同時電流表改裝后的量程與并聯(lián)電阻的關(guān)系也要注意思考．