Question

12．用電流表和電壓表測定由三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組（電動勢約為4.5V，內(nèi)阻約為1Ω）的電動勢和內(nèi)阻，除了待測電池組、開關(guān)、導(dǎo)線外，還有下列器材供選用：A．電流表：量程3A，內(nèi)電阻約為0.2Ω
B．電流表：量程0.6A，內(nèi)電阻約為1Ω
C．電壓表：量程6V，內(nèi)電阻約為60kΩ
D．電壓表：量程3V，內(nèi)電阻約為30kΩ
E．滑動變阻器：0～50Ω，額定電流2A
F．滑動變阻器：0～1000Ω，額定電流0.5A
（1）為了使測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，電流表應(yīng)選用B，電壓表應(yīng)選用C，滑動變阻器應(yīng)選用E（均填儀器的字母代號）．
（2）請按圖甲的電路，用筆畫線替代導(dǎo)線，完成圖乙中的實物連接．
（3）實驗時發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，剩余儀器中僅用電阻箱替換掉滑動變阻器，重新連接電路，仍能完成實驗，實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R和對應(yīng)電壓表的示數(shù)U₁；用圖象法處理采集到數(shù)據(jù)，以$\frac{1}{U}$為縱坐標(biāo)，以$\frac{1}{R}$為橫坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系，若電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，則所得圖線的斜率為$\frac{r}{E}$，縱坐標(biāo)的截距為$\frac{1}{E}$．

Answer 1

分析 1、根據(jù)電路電流選擇電流表，根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，為方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
2、根據(jù)電路圖連接實物圖．
3、根據(jù)閉合電路歐姆定律得出對應(yīng)的表達式，讓圖象為直線，從而求出圖象的斜率和截距．

解答 解：①實驗中電流較小，若選用3A量程測量誤差較大；故為了準(zhǔn)確測量，電流表應(yīng)選B，電源電動勢約為4.5V，電壓表應(yīng)選C，
電阻值太大，調(diào)節(jié)不方便，為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選E；
②根據(jù)電路圖連接實物圖，如圖所示：
③由于電流表壞，故只能利用電壓表和電阻箱進行實驗，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
E=U+$\frac{U}{R}r$
解得：U=$\frac{E}{1+\frac{r}{R}}$，
整理得：$\frac{1}{U}=\frac{r}{E}•\frac{1}{R}+\frac{1}{E}$，
所以$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$的圖象的斜率k=$\frac{r}{E}$，直線與縱軸的截距b=$\frac{1}{E}$，
故答案為：（1）B；C；E；（2）如圖所示；（3）$\frac{r}{E}$；$\frac{1}{E}$

點評 本題考查了測電壓表內(nèi)阻、測電源電動勢與內(nèi)阻實驗，要掌握辦偏法測電表內(nèi)阻的方法；根據(jù)電路圖由歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達式是正確求出電源電動勢與內(nèi)阻的前提與關(guān)鍵．