Question

（10分）為了測量某高內阻電源的電動勢E和內阻r(電動勢約5V、內電阻約500Ω),現提供下列器材：

A．待測電源

B．電壓表V(0-3V，內阻約幾千歐)

C．電流表A(10mA，RA=10Ω)

D．電阻箱R0(0-9999.9Ω)

E．滑動變阻器R₁(0-20Ω)             
F．滑動變阻器R₂(0-1000Ω)
G．開關及導線                        
H．干電池若干節(內阻很小)


(1)實驗中需要將電壓表改裝。首先測定其內阻，某同學采用圖甲所示的電路，電源為干電池組，開關S閉合前，電阻箱R₀的阻值應該調到___________(選填“零”或“最大”)。閉合開關，調節電阻箱，當電壓表指針滿偏時，阻值為R₀₁=2950Ω；當電壓表指針半偏時，阻值為R₀₂=8900Ω。則電壓表內阻R_V=______Ω。
(2)采用圖乙所示電路測量電源電動勢和內阻。電阻箱R₀與電壓表串聯構成量程為6V的電壓表，則R₀=_______________Ω；滑動變阻器應選____________________(選填“R₁”或“R₂”)。
(3)根據實驗測得數據，作出電源路端電壓U和電流I變化的圖象如圖丙所示，由圖象可知E=___________V，r=________Ω。

Answer 1

（1）最大   3000
（2）3000    R₂
（3）5.0   490

（1）開關S閉合前，電阻箱R₀的阻值應該調到最大。由U+U/R_V·R₀₁= 0.5U+0.5U/R_V·R₀₂，解得R_V =3000Ω。
（2）根據擴大電壓表量程原理，電阻箱R₀與電壓表串聯構成量程為6V的電壓表，則R₀=3000Ω；滑動變阻器應選阻值范圍大的R₂。
（3）由閉合電路歐姆定律，E=U+Ir，結合圖線解得E=5.0V，圖線斜率的絕對值等于電源內阻r=490Ω。