Question

3．在測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的分組實(shí)驗(yàn)課后，教師拿出一個(gè)蓄電池，要求寫出一個(gè)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有器材、較準(zhǔn)確測(cè)定其電源電動(dòng)勢(shì)的設(shè)計(jì)方案．（可借用別組的實(shí)驗(yàn)器材）
實(shí)驗(yàn)室每組備有下列器材：
A．待測(cè)蓄電池（電動(dòng)勢(shì)約為5V，內(nèi)阻小于0.5Ω額定電流2A ）
B．電壓表V（ 0～3V～15V．內(nèi)阻大于1kΩ ）
C．電流表A（0～0.6A～3A，內(nèi)阻小于0.5Ω ）
D．滑線變阻器R（0～10Ω，5A）
E．開關(guān)和導(dǎo)線若干
某小組同學(xué)的設(shè)計(jì)方案中，僅借用另外一組的一件實(shí)驗(yàn)儀器，就較準(zhǔn)確測(cè)定了蓄電池的電源電動(dòng)勢(shì)．
（1）試在方框中畫出該組的電路設(shè)計(jì)圖，其中電壓表量程3V，電流表量程為0.6A
（2）若測(cè)量中，電壓表、電流表分別獲得兩組數(shù)據(jù)U₁、I₁、U₂、I₂，則E=$\frac{{{I_1}{U_2}-{I_2}{U_1}}}{{{I_1}-{I_2}}}$．

Answer 1

分析 根據(jù)要求滿足安全性，準(zhǔn)確性，方便操作的原則選擇待選器材．在選擇電壓表和電流表時(shí)要求在不超過量程的前提下偏轉(zhuǎn)角度盡量大些，由于電流表的內(nèi)阻接近電源的內(nèi)電阻，故將電壓表接在電源和開關(guān)兩側(cè)可以減小誤差．

解答 解：（1）待測(cè)的電源是電動(dòng)勢(shì)約2V，所以壓表應(yīng)選用0-3V，即A．為了讀數(shù)準(zhǔn)確，所以電流表應(yīng)選用0-0.6A，即C．
（2）由于電流表的內(nèi)阻接近電源的內(nèi)電阻，故將電壓表接在電源和開關(guān)兩側(cè)可以減小誤差，為了實(shí)驗(yàn)安全和減小誤差，需要接入保護(hù)電阻，所以本實(shí)驗(yàn)可以借用滑動(dòng)變阻器來作為定值電阻使用；原理圖如圖：
若測(cè)量中，電壓表、電流表分別獲得兩組數(shù)據(jù)U₁、I₁、U₂、I₂，
則E=U₁+I₁（R+r）  ①，
E=U₂+I₂（R+r）  ②
聯(lián)立①②得：$E=\frac{{I}_{1}{U}_{2}-{I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$
故答案為：（1）電路如圖所示3V；0.6A（2）$\frac{{{I_1}{U_2}-{I_2}{U_1}}}{{{I_1}-{I_2}}}$

點(diǎn)評(píng) 正確選擇儀器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)常考查的考點(diǎn)，測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)高考可較多出現(xiàn)，但考查內(nèi)容相對(duì)集中，主要是考查誤差分析、電路的選擇及數(shù)據(jù)的處理，應(yīng)注意掌握基礎(chǔ)知識(shí)．