Question

【題目】某同學用化學課所學的知識，用檸檬自制了一個水果電池，用萬用表粗測得知它的電動勢E約為3V，內阻r約為40Ω，若該電池允許輸出的最大電流為20mA。為了測定該電池的電動勢和內阻，某同學準備了如下器材：

A.待測電池

B.電壓表V：量程0~15V，內阻Rv≈15kΩ；

C.電流表A：量程0~1mA，內阻RA=38Ω；

D.電阻箱R：0-999.9Ω；

E.定值電阻R1=2Ω；

F.定值電阻R2=19Ω；

G.定值電阻R3=72Ω；

H.定值電阻R=108Ω

I.開關、導線若干。

(1)該同學設計的部分電路如圖甲所示，圖中保護電阻R0應選擇器材中的___________(填寫器材前的選項字母)

(2)選擇合適的器材，將虛線框中的電路補充完整_______，并在電路中注明所選器材的符號：

(3)將電阻箱的阻值調整到最大，閉合開關。

(4)調節電阻箱的電阻，使所選電表指針指到某一位置，記錄此時電阻箱的阻值R和所選電表的讀數x，電表讀數用國際單位(A或V)作單位。

(5)重復步驟(4)獲取多組R和x的值。

(6)斷開開關，整理器材。

(7)據所得數據在－R坐標系中描點連線，如圖乙所示。

根據圖線可求得該電池的電動勢E=___________V，內阻r=___________Ω。(結果均保留一位小數)

Answer 1

【答案】H 3.2V 42.1Ω

【解析】

（1）求出電路的最小電阻，然后選擇保護電阻。

（2）根據題意選擇實驗器材，根據實驗原理作出實驗電路圖。

（7）根據實驗電路應用閉合電路的歐姆定律求出圖象的函數表達式，然后根據圖示圖象求出電源的電動勢與內阻。

（1）本實驗中，當滑動變阻器接入電路的阻值為0時，電池輸出的電流最大，則電路中的最小固定電阻值約為，因電源內阻約為，故值電阻約為，故該定值電阻應選器材中的H；

（2）本實驗給定電壓表量程太大，不可以使用；因電流表給定量程太小，故需要擴大量程20倍，需要并聯的電阻值，所以選定值電阻R1與電流表A并聯，就可改裝成一個量程為20mA的電流表。所以虛線框中的電路補充完整后如下圖象所示：

；

（7）由以上分析可知，題目中提到的x，指代電流表讀數I，

根據閉合電路歐姆定律可得：

整理方程得：

即：

故，解得：

，解得：

故本題答案為：（1）H ； （2） ； （7）3.2V ； 42.1Ω