Question

16．如圖（a）是“測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路，如果采用一節(jié)新干電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，電壓表讀數(shù)變化很小，原因是：新電池的內(nèi)阻很小，從而影響測(cè)量值的精確性．
為了較精確地測(cè)量一節(jié)新干電池的內(nèi)阻，可用以下給定的器材和一些導(dǎo)線來(lái)完成實(shí)驗(yàn)，器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.6A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），定值電阻R₀（R₀=1.5Ω），滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω），滑動(dòng)變阻器R₂（0～200Ω），開關(guān)S．

（1）實(shí)驗(yàn)電路原理圖如圖（b），加接電阻R₀有兩方面的作用，一是方便實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)測(cè)量，二是防止變阻器電阻過(guò)小時(shí)，電池被短路或電流表被燒壞．
（2）為方便實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁（填R₁或 R₂）．
（3）用筆畫線代替導(dǎo)線在圖（c）中完成實(shí)物連接圖．
（4）實(shí)驗(yàn)中改變滑動(dòng)變阻器的阻值，測(cè)出幾組電流表和電壓表的讀數(shù)在給出的U-I坐標(biāo)系中畫出U-I圖線如圖（d）所示，則新干電池的內(nèi)阻r=0.29Ω．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）加接電阻R₀，起保護(hù)作用，限制電流，防止電池被短路或電流表被燒壞；
（2）由于電流表與電壓表的讀數(shù)在刻度盤中超過(guò)一半，讀數(shù)的相對(duì)誤差較小，則要求電路中電流較大，在確保安全的前提下，可選擇阻值較小的變阻器；
（3）根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，再根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律即可求得內(nèi)阻．

解答 解：（1）加接電阻R₀，起保護(hù)作用，限制電流，防止變阻器電阻過(guò)小時(shí)，電池被短路或電流表被燒壞；
（2）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁．因?yàn)镽₁的總電阻較小，使電路中電流較大，電流表指針能在刻度盤中央附近，測(cè)量誤差較小；
（3）根據(jù)給出的原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖，如圖所示；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律，U=E-I（r+R₀）
由圖可知，圖象中的斜率k=r+R₀=$\frac{1.5-1}{0.28}$=1.79
解得：r=1.79-1.5=0.29Ω；
故答案為：（1）防止變阻器電阻過(guò)小時(shí)，電池被短路或電流表被燒壞
（2）R₁
（3）如圖所示：
（4）0.29．

點(diǎn)評(píng) 本題根據(jù)閉合電路歐姆定律，用伏安法可測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，定值電阻R₀起保護(hù)作用，本題采用了圖象法處理數(shù)據(jù)；要注意在計(jì)算中圖象的斜率求出的為內(nèi)阻與定值電阻之和．