Question

【題目】某物理興趣小組的同學現在要測定由兩節新干電池組成電池組的電動勢和內阻的大小，該同學根據實驗室提供的實驗器材設計了如圖所示的原理圖，其中定值電阻R1=1.0 Ω、R0=2.0 Ω，毫安表的量程范圍為0~150 mA、內阻大小為rmA=4 Ω。試完成下列問題：

（1）請根據原理圖將如圖所示的實物圖連接好；

（2）實驗中電壓表所選的量程為0~3 V，某次測量中電壓表的讀數如圖所示，則此次實驗中電壓表的讀數為U=________V；

（3）他們已經將實驗中所測得的實驗數據描點，并作出了U–I圖象，如圖所示。則電池組的電動勢為E=________V，內阻為r=________Ω。

Answer 1

【答案】 2.5 2.98 2.46

【解析】

（1）實物連線如圖所示。

（2）電壓表的讀數為U=2.5 V。

（3）將R0等效為電源的內阻，等效電源內阻為r0=r+R0。設毫安表讀數為I，毫安表內阻為4 Ω，與毫安表并聯的電阻阻值為R1=1.0 Ω，通過并聯電阻的電流為毫安表的4倍，干路電流為毫安表讀數的5倍，由閉合電路的歐姆定律和并聯電路的電流規律有：E=U+5r0I。由上式可知U–I圖象的縱截距表示電池組的電動勢，故電池組的電動勢為E=2.98 V，斜率的絕對值表示電池組等效內阻的5倍，由圖可知圖象的斜率為： ，故電池組的內阻為，故電池組的內阻為r=r0–R0=4.46 Ω–2.0 Ω=2.46 Ω。