Question

要用電流表和電壓表測定三節干電池（每節干電池的電動勢約為1.5V，內阻約為0.3Ω） 串聯電池組的電動勢和內電阻，現有下列器材供選用：
A．電流表：量程0.6A，內電阻1Ω  B．電流表：量程3A，內電阻0.2Ω
C．電壓表：量程3V，內電阻30kΩ  D．電壓表：量程6V，內電阻60kΩ
E．滑動變阻器：0～1000Ω，額定電流0.1A；
F．滑動變阻器：0～20Ω，額定電流2A
G．導線，電鍵
（1）為了使測量結果較準確，應選用的器材有

 

．（填儀器的字母代號）
（2）畫出實驗電路圖，并連接實物圖
（3）實驗時經測量得出的數據如下表，請在圖B的方格紙上畫出U-I圖線．利用圖線可求出電源電動勢和內電阻分別為

 

、

 

．

	1	2	3	4	5	6
I/A	0.100	0.200	0.310	0.320	0.500	0.570
U/V	1.37	1.32	1.24	1.18	1.10	1.05

（4）如實驗用電壓表損壞，添加其它電學儀器，還能測出電源電動勢和內電阻嗎？如能請說明需添加的儀器，并畫出實驗電路圖

Answer 1

分析：1、根據電路電流選擇電流表，根據電源電動勢選擇電壓表，為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
2、根據伏安法測電源電動勢與內阻的原理作出實驗圖．
3、圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢；圖象的斜率絕對值表示電源的內阻．
4、根據閉合電路歐姆定律E=Ir+U=I（r+R）=U+

U

R

r，要測量E和r，需要至少兩組數據，有伏安法、伏阻法、安阻法常用的三種方案．

解答：解：（1）實驗數據中最大電流為0.57A，為準確測量，電流表應選A，電源電動勢約為1.5×3=4.5V，電壓表應選D，
電阻值太大，調節不方便，為方便實驗操作，滑動變阻器應選F，實驗還需要G、導線與電鍵，即需要的實驗器材是：A、D、F、G．
（2）測量電源電動勢和內阻的時候，由于電源的內阻是很小的，為了減小內阻的測量誤差，我們選用的是電流表的外接法，電路如圖所示．

根據電路圖連接實物圖，如下圖：

（3）根據實驗得出的6組數據畫出的U-I圖象，如上圖：
圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢，由圖可知，電源的電動勢為E=1.46V；
U-I圖象斜率絕對值表示電源內阻，
所以待測電池的內阻r=

△U

△I

=

1.46-1.00

0.64

=0.72Ω；
（4）如實驗用電壓表損壞，添加電阻箱，運用一只電流表和一個電阻箱測定電源的電動勢和內電阻．
電路圖：

故答案為：（1）A、D、F、G
（2）如圖
（3）如圖，1.46V，0.72Ω
（4）添加電阻箱，運用一只電流表和一個電阻箱測定電源的電動勢和內電阻，如圖．

點評：本題考查了實驗器材的選取、作實驗電路圖、求電動勢與內阻，知道實驗器材的選取原則、知道實驗原理、掌握應用圖象法處理實驗數據的方法即可正確解題．