Question

15．在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，實(shí)驗(yàn)中供選擇的器材如下：
A．待測(cè)干電池組（電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻約0.1Ω）
B．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0．lΩ）
C．靈敏電流計(jì)G（滿偏電流I_g=200μA、內(nèi)阻r_g=100Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R_x1（0～20Ω、2.0A）
E．滑動(dòng)變阻器R_x2（0～1000Ω、12.0A）
F．定值電阻R₁（900Ω）
G．定值電阻R₂（90Ω）　　　　　　　　　
H．開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干
（1）甲圖中的滑動(dòng)變阻器R_x應(yīng)選R_x1（選填“R_x1”或“R_x2”），定值電阻R應(yīng)選R₁（選填“R₁”或“R₂”）；
（2）實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)S前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片移至a端（填“a端”、“中央”或“b端”）；
（3）若靈敏電流計(jì)G的示數(shù)用I₁表示，電流表A的示數(shù)用I₂表示，如圖乙所示為該實(shí)驗(yàn)繪出的I₁-I₂圖線，由圖線可求得被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.47V（保留3位有效數(shù)字），內(nèi)電阻r=0.76Ω．（保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 1、解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；在保證安全的前提下，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器；所給實(shí)驗(yàn)器材中，有兩個(gè)電流表，沒有電壓表，也沒有電阻箱，只能用伏安法測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，可以用電流表與定值電阻組裝一個(gè)電壓表；
（2）明確實(shí)驗(yàn)安全性原則，知道如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器；
（3）根據(jù)伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理作出電路圖．根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識(shí)求出I₁和電源兩端電壓U的關(guān)系，根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)求出電動(dòng)勢(shì)，由與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為某一值時(shí)電流，則可求得內(nèi)阻．

解答 解：（1）電源電動(dòng)勢(shì)為1.5V較小，電源的內(nèi)阻較小，為多次幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R_x1，．上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個(gè)電流表，將電流表G與較大的定值電阻R₁串聯(lián)，改裝成電壓表，
（2）為了保護(hù)電路，并讓電流由最小開始調(diào)節(jié)，滑動(dòng)變阻器開始時(shí)應(yīng)滑至接入阻值最大位置，即滑到a端；
（3）將I₁-I₂圖線延長，與兩坐標(biāo)軸有交點(diǎn)．

根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識(shí)得電源兩端電壓為：U=I₁（900+100）=1000I₁，
根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)得電動(dòng)勢(shì)為：E=1.47mA×1000=1.47V；
與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為1.0V時(shí)電流是0.62A，
由閉合電路歐姆定律E=U+Ir可得，電源內(nèi)阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.47-1.0}{0.62}$≈0.76Ω；
故答案為：（1）R_x1，R₁；（2）a端；（3）1.47；0.76．

點(diǎn)評(píng) 本題中考查測(cè)定電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理，本題中要注意單位的正確換算；同時(shí)注意正確列出表達(dá)式，找出規(guī)律．注意改裝原理的正確應(yīng)用．