Question

12．某學(xué)校物理研究性學(xué)習(xí)小組為了較精確地測(cè)量某一電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω），從實(shí)驗(yàn)室選定了如下實(shí)驗(yàn)器材：
A．定值電阻R₀（阻值為900Ω）
B．滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω，額定電流為2 A）
C．電流表G（滿偏電流3.0mA，內(nèi)阻為100Ω）
D．電流表A（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
E．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

（1）請(qǐng)將圖甲中實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整
（2）根據(jù)圖甲補(bǔ)充完整后的電路圖，將圖乙所示的實(shí)物圖連接完整
（3）圖丙為該學(xué)習(xí)小組根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)畫出的圖線，縱坐標(biāo)I₁為電流表G的示數(shù)，橫坐標(biāo)I₂為電流表A的示數(shù)，則可知被測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為1.4V，內(nèi)阻為0.67Ω（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）所給實(shí)驗(yàn)器材中，有兩個(gè)電流表，沒(méi)有電壓表，也沒(méi)有電阻箱，只能用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，可以用電流表與定值電阻組裝一個(gè)電壓表，根據(jù)伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理作出電路圖．
（2）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖；
（3）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）所給實(shí)驗(yàn)器材中沒(méi)有電壓表，給出了兩個(gè)電流表，可以將電流表G與定值電阻R₀串聯(lián)，改裝成電壓表，用電流表A測(cè)電路電流，滑動(dòng)變阻器R₁串聯(lián)接入電路，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

（3）電源兩端電壓為：U=I₁（R₀+R_G）=I₁（900+100）=1000I₁，
圖象與縱軸的交點(diǎn)是電源電動(dòng)勢(shì)，由圖示圖象可知，
電動(dòng)勢(shì)為：E=0.0014A×1000Ω=1.4V，
由圖示圖象可知，圖象與橫軸交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)為1.0mA，
對(duì)應(yīng)的電壓值：U=1000I₁=1000×0.001=1V，
圖象斜率的絕對(duì)值是電源內(nèi)阻，由圖示圖象可知，
電源內(nèi)阻：r=$\frac{E-U}{I}$=$\frac{1.4V-1.0V}{0.63A}$≈0.67Ω；
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）實(shí)物電路圖如圖所示；（3）1.4；0.67．

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)器材中沒(méi)有電壓表時(shí)，應(yīng)考慮將電流表與定值電阻串聯(lián)代替電壓表；涉及到用圖象求解的問(wèn)題，應(yīng)先根據(jù)物理規(guī)律解出關(guān)于縱軸與橫軸物理量的函數(shù)表達(dá)式，然后再根據(jù)截距和斜率的概念求解即可．