Question

某同學為了測量某一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室準備了下列器材：
A．待測干電池E（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω）  B．電流表G（滿偏電流3.0mA，內(nèi)阻為50Ω）；
C．電流表A（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）         D．滑動變阻器R₁（0～10Ω，額定電流為2A）；
E．滑動變阻器R₂（0～1kΩ，額定電流為1A）       F．定值電阻R₀（阻值為950Ω）
G．開關(guān)一個，導(dǎo)線若干
（1）為了能比較準確地進行測量，同時還要考慮操作的方便，實驗中滑動變阻器應(yīng)選

 

（填“R₁”或“R₂”）
（2）根據(jù)題意在下面虛線框內(nèi)畫出該同學采用的實驗電路圖（標注所選擇的器材符號）

（3）如圖所示，是該同學根據(jù)正確的實驗得到的數(shù)據(jù)作出的圖線，其中，縱坐標I₁為電流表G的示數(shù)，橫坐標I₂為電流表A的示數(shù)，由圖可知，被測干電池的電動勢為

 

V，內(nèi)電阻為

 

Ω（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：本題（1）的關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電路中需要的最大電阻，從而選出變阻器阻值大小．題（2）的關(guān)鍵是考慮能否將電流表G與定值電阻串聯(lián)變?yōu)椤啊彪妷罕恚�題（3）的關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律求出

I

1

  

與I

2

的函數(shù)表達式，然后根據(jù)縱軸截距與斜率的概念即可求解．

解答：解：（1）：根據(jù)閉合電路歐姆定律，電路中需要的最大電阻應(yīng)為：

R

max

=

E

1 3 I   A

=

1.5

1 3 ×0.6

Ω=7.5Ω，所以變阻器應(yīng)選

R

1

；
（2）：器材中沒有電壓表，考慮能否將電流表G與定值電阻串聯(lián)成為“電壓表”：由U=

I

g

(R

g

+

R

0

)=3

×10

-3

×(50+950)=3V，所以方法可行；
由于改裝成的“電壓表”內(nèi)阻遠大于電池內(nèi)阻，它們測量的應(yīng)是電池的路端電壓，電路圖如圖所示：

（3）：根據(jù)閉合電路歐姆定律應(yīng)有：E=

I

1

(R

g

+R

0

)

+I

2

r，
整理可得：

I

1

=-

r R   g +R   0 I

2

+

E

R   g +R   0

，
所以縱軸截距應(yīng)滿足：

E

R   g +R   0

=1.4

×10

-3

①
斜率應(yīng)滿足：

r

R   g +R   0

=

1.4-1.0

0.6

②
聯(lián)立①②可得：r=0.67Ω，E=1.4V
故答案為：（1）

R

1

（2）如圖
（3）1.4，0.67

點評：當器材中沒有電壓表時，應(yīng)考慮將電流表與定值電阻串聯(lián)代替電壓表；涉及到用圖象求解的問題，應(yīng)先根據(jù)物理規(guī)律解出關(guān)于縱軸與橫軸物理量的函數(shù)表達式，然后再根據(jù)截距和斜率的概念求解即可．