Question

9．在測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：
A．待測(cè)干電池（1節(jié)）    
B．電流表G（滿偏電流1mA，內(nèi)阻R_g=10Ω）   
C．電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻約為50Ω）    
D．電壓表V（0～10V，內(nèi)阻約為20KΩ）  
E．滑動(dòng)變阻器R₁（0～15Ω，2A）       
F．滑動(dòng)變阻器R₂（0～200Ω，1A）       
G．定值電阻R₀（阻值990Ω）             
H．開關(guān)K與導(dǎo)線若干
（1）在實(shí)驗(yàn)中，為了操作方便且能夠準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R₁（填“R₁”或“R₂”）
（2）根據(jù)題目提供的實(shí)驗(yàn)器材，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出測(cè)量干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路原理圖，并畫在如圖方框內(nèi)．
（3）如圖為某同學(xué)利用上述設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的數(shù)據(jù)繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表G的示數(shù)，I₂為電流表A的示數(shù)），則由此圖線可以得到被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.47V，內(nèi)阻r=0.833Ω．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)干電池的電動(dòng)勢(shì)與電路最大電流選擇電壓表與電流表．
（2）根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)器材與伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，讓根據(jù)表達(dá)式與圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)中電路中的電流應(yīng)較大，故應(yīng)選擇總阻值較小的滑動(dòng)變阻器R₁；
（2）實(shí)驗(yàn)中沒有電壓表，可以用已知內(nèi)阻的電流表G與定值電阻R₀串聯(lián)組成電壓表測(cè)路端電壓，電流表A測(cè)電路電流，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，由閉合電路歐姆定律得：E=I₁（R_G+R₀）+I₂r，
I₁-I₂圖線的函數(shù)表達(dá)式應(yīng)為：I₁=$\frac{E}{{R}_{G}+{R}_{0}}$-$\frac{r}{{R}_{G}+{R}_{0}}$I₂，
由圖示圖象可知，圖象的截距b=$\frac{E}{{R}_{G}+{R}_{0}}$=1.47×10^-3，
圖象斜率的絕對(duì)值k=$\frac{r}{{R}_{G}+{R}_{0}}$=$\frac{1.47-1.05}{0.5}×1{0}^{-3}$=0.84×10^-3，
解得電源電動(dòng)勢(shì)E=1.47V，內(nèi)阻r=0.833Ω．
故答案為：（1）R₁；（2）電路原理圖如圖所示；（3）1.47，0.833

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，要掌握伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理，根據(jù)歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是正確求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的關(guān)鍵．