Question

13．在測定一節干電池的電動勢和內阻的實驗中，備有下列器材：
A．干電池（電動勢約為1.5V，內阻小于1.5Ω）
B．電流表G（滿偏電流2mA，內阻10Ω）
C．電流表A（0～0.6A，內阻約0.1Ω）
D．滑動變阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．滑動變阻器R₂（0～1000Ω，1A）
F．定值電阻R₃=990Ω
G．開關、導線若干
（1）為方便且能較準確地進行測量，應選用滑動變阻器D（填寫序號）．
（2）請在如圖1虛線框內畫出利用本題提供的器材所設計的測量電池電動勢和內阻的實驗電路原理圖．
（3）某同學根據他設計的實驗測出了6組I₁（電流表G的示數）和I₂（電流表A的示數），請在如圖2所示的坐標紙上作出I₁和I₂的關系圖線．

序號	1	2	3	4	5	6
I1/mA	1.40	1.36	1.35	1.28	1.20	1.07
I2/A	0.10	0.15	0.23	0.25	0.35	0.50

（4）根據圖線可得，被測電池的電動勢為1.48V，內阻為0.80Ω．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器應起來限流保護作用，并且在使用時要選用易于調節的；
（2）由于電流表的內阻接近電源的內電阻，故若采用電流表外接法，則測得的內阻誤差太大；
（3）應用描點法作圖作出圖象；
（4）由作出的U-I圖可知，圖象與縱坐標的交點為電源的電動勢；圖象的斜率表示內阻．

解答 解：（1）為方便實驗操作，滑動變阻器的阻值不能太大，選擇D比較合適．
（2）由于沒有電壓表，給定的電流表G可與定值電阻R₃串聯作電壓表使用，實驗電路如圖甲所示．
（3）根據表中實驗數據在坐標系內描出對應點，然后作出I₁-I₂圖象如圖乙所示．
（4）表頭的示數與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓處理，則由閉合電路歐姆定律可知：
I₁（R₃+R_A）=E-I₂r
即：I₁=$\frac{E}{1000}$-$\frac{{I}_{2}r}{1000}$；
由圖可知，圖象與縱坐標的交點為1.48mA，
則有：1.48mA=$\frac{E}{1000}$；
解得：E=1.48V；
由圖象可知，圖象的斜率為：0.8×10^-3，由公式得圖象的斜率等于$\frac{r}{1000}$，
故$\frac{r}{1000}$=0.8×10^-3；
解得r=0.80Ω．
故答案為：（1）D；（2）電路圖如圖所示；（3）圖象如圖所示；（4）1.48；0.80

點評 正確選擇儀器是電學實驗的經常考查的考點；本題為測量電源的電動勢和內電阻的實驗的變形，注意由于沒有電壓表，本實驗中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表，再根據原實驗的研究方法進行分析研究．