Question

某研究小組，收集了廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈和數碼相機、手機上用舊了的各種類型的電池，現從這些材料中選取兩個待測元件，一是電阻R（阻值約為2kΩ），二是手機中常用的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許的最大放電電流為100mA）．在操作臺上還準備了如下實驗器材：
A．電壓表V（量程4V，電阻R_V約為4.0kΩ）
B．電流表A₁（量程100mA，電阻R_A1約為5Ω）
C．電流表A₂（量程2mA，電阻R_A2約為50Ω）
D．滑動變阻器R₁（0～20Ω，額定電流1A）
E．電阻箱R₂（0～999.9Ω，最小分度值0.1Ω）
F．開關S一只、導線若干
（1）為了測定電阻R的阻值，一位組員設計了如圖所示的電路圖，并選取了相應的器材（電源用待測的鋰電池），若你是這位組員，請你簡要說明選擇電流表內接的理由______．本設計在器材選取中有一不妥之處，你認為應該怎樣調整______．
（2）在實驗操作過程中，發現滑動變阻器R₁、電流表A₁已損壞，請用余下的器材測量鋰電池的電動勢E和內阻r．
①請在下面的方框中畫出實驗電路圖（標注所用器材符號）；
②為了便于分析，一般采用線性圖象處理數據，請寫出與線性圖象對應的相關物理量間的函數關系式______．

Answer 1

【答案】分析：（1）估算R中最大電流，確定電流表量程．根據R與兩電表內阻的關系，選擇電流表的接法．根據實驗原理，分析調整后誤差．
（2）滑動變阻器R₁、電流表A₁已損壞，可用余下的器材電壓表V和電阻箱R₂合作測量鋰電池的電動勢E和內阻r．根據閉合歐姆定律，運用數學變形，得出線性圖象對應的相關物理量間的函數關系式．
解答：解：（1）電阻R中最大電流約為I_max==A=1.85mA，電流表A₁量程太大，用A₂替換．
由于＜，即由于R 遠遠大于R_A1，所以電流表采用內接法．
由于電路最大電流約為1.85mA，B、電流表A₁（量程100mA，電阻R_A1約為5Ω）量程太大，
讀數誤差較大，因此應換用C、電流表A₂（量程2mA，電阻R_A2約為50Ω）．
（2）①電阻箱與電壓表配合，起到電壓表和電流表的作用，電路如圖．
 ②根據閉合歐姆定律，得：E=U+r，變形得=?+，
如以為橫坐標，以為縱坐標，得到的是線性圖象．
故答案為：（1）R 遠遠大于R_A1；用A₂替換A₁；（2）①電路圖如圖所示；②=+?．
點評：測量電源的電動勢常用有三種方法：伏安法、安阻法、伏阻法．電壓表與電阻箱配合或電流表與電阻箱配合等效于電壓表與電流表的作用．