Question

在測定一節干電池的電動勢和內電阻的實驗中，備有下列器材：

A．待測的干電池（電動勢約為1.5V，內電阻1.0Ω左右）
B．電流表A₁（量程0-3m A，最小刻度0.1mA，內阻為10Ω）
C．電流表A₂（量程0-0.6A，最小刻度0.02A，內阻未知）
D．滑動變阻器R₁（0-20Ω，5A）
E．滑動變阻器R₂（0-200Ω，l A）
F．定值電阻R₀（990Ω）
G．開關和導線若干
①某同學發現上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設計了如圖甲所示的（a）、（b）兩個實驗電路，其中
合理的是

 

圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應選

 

（填寫器材前的字母代號）．
②圖乙為該同學根據①中選出的合理的實驗電路，移動滑動變阻器，電流表A₁和電流表A₂分別測得多組I₁和I₂，并畫出I₁-I₂圖線，則由圖線可得被測電池的電動勢E=

 

V（取三位有效數），內阻r=

 

Ω（取二位有效數）．

Answer 1

分析：①實驗過程要測多組實驗數據，電流表變化范圍應當大一些，根據電流表量程與電路圖，選擇合適的實驗電路；在保證安全的前提下，為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
②由圖象求出與縱軸的交點，然后由歐姆定律求出該電流所對應的電壓，該電壓是電源的電動勢；圖象斜率的絕對值等于電源的內阻．

解答：解：①測電源電動勢與內阻實驗中，要測多組實驗數據，
電流表變化范圍應大一些，由電路圖可知，設計合理的實驗電路是（b）；
為方便實驗操作，滑動變阻器應選最大阻值較小的D、滑動變阻器R₁（0-20Ω，5A）．
②由圖乙所示圖象可知，圖象縱軸截距是I₁=1.49mA，電源電動勢：
E=I₁（R_A1+R₀）=1.49×10^-3A×（10Ω+990Ω）=1.49V；
路端電壓U=I₁（R_A1+R₀），當縱軸表示路端電壓時，
圖象斜率的絕對值等于電源內阻，
則電源內阻r=

△U

△I2

=

(RA1+R0)△I1

△I2

=

(10Ω+990Ω)×(1.49×10-3A-1.1×10-3A)

0.4A

≈0.98Ω；
故答案為：①（b）；D；②1.49；0.98．

點評：本題考查了實驗電路的選擇，要測多組實驗數據，電流表量程應大一些．