Question

移動電話已成為現代人及時便捷進行溝通的工具．但有時人們在需要聯系時卻發現電池沒電的情況，因此研究高性能、大容量的超長待機的鋰離子電池，是擺在移動電話制造商面前的重要課題．
鋰離子電池相當于一個直流電源，下圖是某公司生產的型號為SGH-D508的移動電話的鋰電池的銘牌．這種移動電話在正常待機時，流過電池的電流約為80mA，通話時電流約為150mA．

某同學想比較精確的測出該鋰電池的電動勢和內阻，他通過查閱資料了解到一般鋰電池的內阻在零點幾歐到幾歐之間．實驗室備有以下器材：
A．電壓表v₁，量程1.0v，內阻未知；
B．電壓表v₂，量程5.0v，內阻未知；
C．電流表A₁，量程200mA，內阻r₁=2.0Ω；
D．電流表A₂，量程0.6A，內阻r₂約為0.5Ω．滑動變阻器，阻值變化范圍為0-10Ω；
F．滑動變阻器，阻值變化范圍為0-100Ω；
G．開關、導線（該導線可以與鋰電池方便的連接）若干；
H．學生電源
（1）為能較準確地測得電動勢E和內阻r，除鋰電池外，上述器材中應該選擇

BCFG

（填器材序號字母）．
（2）請利用所選器材，在右上側虛線框中畫出測量電路圖．
（3）實驗中，當電流表讀數為I₁時，電壓表讀數為U₁；當電流表讀數為I₂時，電壓表讀數為U₂．則E和r的計算公式為：E=

U2I1-U1I2

I1-I2

；r=

U2-U1

I1-I2

-r₁

．

Answer 1

分析：（1）找出必須用到的器材，根據電壓值及實驗中的基本要求可以選取電流表及電壓表；
（2）電源內阻很小，故采用電流表外接．
（3）根據兩次試驗數據由閉合電路歐姆定律可得出電動勢及內電阻的表達式．

解答：解：（1）根據鋰電池的電壓約為3.7V選擇電壓表B，這種移動電話在正常待機時，流過電池的電流約為80mA，通話時電流約為150mA選擇電流表C，根據鋰電池的電動勢及通話電流可知，通話時電路中的電阻為50Ω，故選滑動變阻器阻值變化范圍為0～100Ω，選F，還需要G．
故選：BCFG
（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．

（3）根據閉合電路歐姆定律得：
E=U₁+I₁r
E=U₂+I₂r
解得：E=

U2I1-U1I2

I1-I2

；r=

U2-U1

I1-I2

故答案為：（1）BCFG（2）見圖（3）

U2I1-U1I2

I1-I2

；r=

U2-U1

I1-I2

．

點評：電學實驗中選擇儀表是常見的一種題型，要求學生能按照安全性和準確性的要求進行分析，先確定出必須用到的器材，再去根據題目中給出的條件去判斷電流表和電壓表．要能根據閉合電路歐姆定律求解電源電動勢及內阻．