Question

4．某同學(xué)想測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻，手頭只有下列器材：
A．待測的干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)電阻小于1.5Ω ）
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．滑動變阻器R₁（0-20Ω，10A）
E．滑動變阻器R₂（0-200Ω，l A）
F．定值電阻R₀（990Ω）
G．開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）實驗時他發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓表，但有兩個電流表，他想先用電流表和現(xiàn)有電阻改裝一個電壓表．你覺得他應(yīng)該選電流表B和電阻F改裝比較合理（把所選器材前的字母代號填寫在橫線上），改裝后的電壓表的量程為3V．
（2）該同學(xué)還設(shè)計了如右圖所示的甲、乙兩個實驗電路，你認(rèn)為其中合理的是甲圖，在所選的電路中，為了操作方便且能夠準(zhǔn)確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選D（填寫器材前的字母代號）．
（3）該同學(xué)利用合理的實驗電路測出了數(shù)據(jù)并繪制出了U-I圖象（U為改裝后電壓表的示數(shù)，I為未改裝電流表的示數(shù)）如圖丙所示，請你根據(jù)圖象推斷所測電池的電動勢E=1.50V，內(nèi)阻r=1.0Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)是根據(jù)歐姆定律估算出電流表與定值電阻串聯(lián)后的電壓與電源電動勢接近的才可以當(dāng)做電壓表使用．
（2）根據(jù)電流表內(nèi)阻的影響得出正確電路圖；
（3）由閉合電路歐姆定律列式，根據(jù)U-I圖象即可求得電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）根據(jù)歐姆定律若是${A}_{1}^{\;}$與${R}_{0}^{\;}$串聯(lián)則總電壓為U=I（${r}_{A}^{\;}$+${R}_{0}^{\;}$）=3${×10}_{\;}^{-3}$×（10+990）V=3V，與電源電動勢接近，故應(yīng)采用電流表B和電阻F進行改裝；改裝后量程為3V；
（2）因電流表內(nèi)阻接近電源的電動勢；故應(yīng)相對于電源采用電流表外接法，故正確電路為甲；
由閉合電路歐姆定律估算電路最大電阻為${R}_{max}^{\;}$=$\frac{E}{{\frac{1}{3}I}_{2}^{\;}}$=$\frac{1.5}{\frac{1}{3}×0.6}$Ω=7.5Ω，故滑動變阻器應(yīng)選D．
②根據(jù)閉合電路歐姆定律有E=U+Ir，整理為U=E-Ir
由圖象可讀出縱軸截距為1.50，即E=1.50
又圖象斜率K=r=$\frac{1.5-1}{0.5}$=1.0Ω
故答案為：（ 1）B，F(xiàn)，3；（2）甲，D；（3）1.50，1.0

點評 涉及用圖象解題的問題時，要先根據(jù)物理定律整理出關(guān)于圖象縱軸與橫軸物理量的函數(shù)關(guān)系式，再求斜率和截距即可．