Question

（06年江蘇卷）現在按圖①所示的電路測量一節(jié)舊干電池的電動勢E（約1.5V）和內阻r（約20Ω），可供選擇的器材如下：

 電流表A₁、A₂（量程（0～500μA，內阻約為500Ω），滑動變阻器R（阻值0～100Ω，額定電流1.0A），定值電阻 R₁（阻值 約為100）電阻箱 R₂、R₃（阻值 0～999.9Ω），開關、導線若干。

 由于現有電流表量程偏小，不能滿足實驗要求，為此，先將電流表改裝（擴大量程），然后再按圖①電路進行測量。

（1）測量電流表 A₂的內阻

 按圖②電路測量A₂的內阻，以下給出了實驗中必要的操作。

 

A．斷開S₁

B．閉合S₁、S₂

C．按圖②連接線路，將滑動變阻器R的滑片調至最左端，R₂調至最大

D．調節(jié)R₂，使A₁的示數為I₁，記錄R₂的值。

E．斷開S₂，閉合S₃

F．調節(jié)滑動變阻器R，使 A₁、A₂的指針偏轉適中，記錄A₁ 的示數I₁

請按合理順序排列實驗步驟（填序號）： 　          　。

 

 （2）將電流表A₂（較小量程）改裝成電流表A（較大量程）

 如果（1）中測出A₂ 的內阻為 468.0Ω，現用 R₂將A₂ 改裝成量程為20mA的電流表A，應把R₂，設為　　與A₂ 并聯(lián)，改裝后電流表 A的內阻 R_A為　　　　Ω。

 （3）利用電流表A電阻箱R₃，測電池的電動勢和內阻。

用電流表A、電阻箱 R₃及開關S按圖①所示電路測電池的電動勢和內阻。實驗時，改變R₁的值，記錄下電流表A的示數I，得到若干組 R₃、I的數據，然后通過 作出有關物理量的線性圖象，求得電池電動勢 E和內r。

a．請寫出與你所作線性圖象對應的函數關系式 　　　　　　　　　　　。

b．請在虛線框內坐標中作出定性圖象（要求標明兩上坐標軸所代表的物理量，用符號表示）。

c．圖中 　　　　　　　　　表示E。

圖中 　　　　　　　　　表示r。

Answer 1

答案：（1）C  B  F  E  D  A；（2）  12 Ω   11.7；

  （3）答案一：a.. R₃＋R_A＝E()－r

　　　　　　　　b.

c.直線的斜率 縱軸截距的絕對值

 

答案二：a.. ＝（R₃＋R_A）＋

　　　　　　　b.

              

 

c．直線斜率的倒數 縱軸截距除以斜率

   

答案三：a.. R₃=E()－(r+R_A)

              b.

 

             　c. 直線的斜率  縱軸截距的絕對值與 R_A的差

解析：

（1）此為替換法測定電流表A₂的內阻，兩次調節(jié)使A₁中的電流不變，則電阻箱R₂的值為電流表A₂的內阻。

（2）某電流表改裝如下圖所示，A₂的滿偏電流I₂＝500μA，改裝后電流表的最大電流I₁＝20mA，則通過電阻R的電流為I＝I₁－I₂，則R兩端的最大電壓U＝I₂R_A2，則部分電路歐姆定律得：R＝，代入數據得R＝12Ω，改裝后電流表A的內阻R_A＝＝＝11.7Ω。

 

（3）電阻箱電阻為R₃，電流表電阻為R_A，電源內阻為r，電流表讀數為I，由閉合電路的歐姆定律知：E＝I(R₃＋R_A+r)，則R₃＋R_A＝－r。

其圖象如圖（見答案圖）所示，圖中直線的斜率表示電動勢E，縱軸截距的絕對值表示內阻r。其它兩種請自己研究。