Question

3．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：
A．干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻小于1.5Ω）   
B．電流表G（滿偏電流2mA，內(nèi)阻10Ω）
C．電流表A（0～0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）           
D．滑動變阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．滑動變阻器R₂（0～500Ω，1A）                
F．定值電阻R₃=990Ω
G．開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）為方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，應(yīng)選用滑動變阻器D（填寫序號）；
（2）請在圖1的方框內(nèi)畫出利用本題提供的器材所設(shè)計的測量電池電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路原理圖；
（3）某同學(xué)根據(jù)他設(shè)計的實(shí)驗(yàn)測出了六組I₁（電流表G的示數(shù)）和I₂（電流表A的示數(shù)），請在圖2的坐標(biāo)紙上作出I₁和I₂的關(guān)系圖線；

序號	1	2	3	4	5	6
I1/mA	1.40	1.36	1.35	1.28	1.20	1.07
I2/A	0.10	0.15	0.23	0.25	0.35	0.50

（4）根據(jù)圖線可得，被測電池的電動勢為1.48V，內(nèi)阻為0.80Ω．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器應(yīng)起來限流保護(hù)作用，并且在使用時要選用易于調(diào)節(jié)的；
（2）由于電流表的內(nèi)阻接近電源的內(nèi)電阻，故若采用電流表外接法，則測得的內(nèi)阻誤差太大；
（3）應(yīng)用描點(diǎn)法作圖作出圖象；
（4）由作出的U-I圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動勢；圖象的斜率表示內(nèi)阻．

解答 解：（1）為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器的阻值不能太大，選擇D比較合適．
（2）由于沒有電壓表，給定的電流表G可與定值電阻R₃串聯(lián)作電壓表使用，實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出I₁-I₂圖象如圖乙所示．
（4）表頭的示數(shù)與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓處理，則由閉合電路歐姆定律可知：
I₁（R₃+R_A）=E-I₂r
即：I₁=$\frac{E}{1000}$-$\frac{{I}_{2}r}{1000}$；
由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為1.48mA，
則有：1.48mA=$\frac{E}{1000}$；
解得E=1.48V；
由圖象可知，圖象的斜率為：0.8×10^-3，由公式得圖象的斜率等于$\frac{r}{1000}$，
故$\frac{r}{1000}$=0.8×10^-3；
解得r=0.80Ω．
故答案為：（1）D；（2）電路圖如圖所示；（3）圖象如圖所示；（4）1.48；0.80．

點(diǎn)評 正確選擇儀器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)�？疾榈目键c(diǎn)；本題為測量電源的電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)的變形，注意由于沒有電壓表，本實(shí)驗(yàn)中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表，再根據(jù)原實(shí)驗(yàn)的研究方法進(jìn)行分析研究．