Question

【題目】同學們想用物理上學到的知識來測定某種型號電池的電動勢和內阻，已知這個電池的電動勢約為8～9V，內阻約為3Ω左右。由于直流電壓表量程只有3V，需要將這只電壓表通過連接一電阻箱，改裝為量程為9V的電壓表，然后再用伏安法測該電池的電動勢和內阻。

實驗可供該同學選擇的器材主要有：

A.電壓表(量程為3V，內阻為3kΩ)

B.電流表(量程為3A，內阻約0.1Ω)

C.電阻箱(阻值范圍0～9999Ω)

D.電阻箱(阻值范圍0～999Ω)

E.滑動變阻器(阻值為0～20Ω，額定電流2A)

F.滑動變阻器(阻值為0～20kΩ，額定電流0.2A)

(1)該實驗中滑動變阻器應選________（填寫“E”或“F”）；要使將3V直流電壓表改裝成9V的電壓表，該同學需將該電壓表與電阻箱________(填寫“C”或“D”)串聯,且接入的電阻箱阻值應為________Ω.

(2)用該擴大了量程的電壓表(電壓表的表盤沒變)，測電池電動勢E和內阻r，實驗電路如圖甲所示，得到多組電壓U（原電壓表的示數）和電流I的值，并作出U-I圖線如圖乙所示，可知電池的電動勢為________V，內阻為________Ω（最后結果要求保留兩位有效數字）.

Answer 1

【答案】E C 6000Ω 9.0 V 3.0Ω

【解析】

(1)根據串聯電路的特點，可確定出電阻箱的電阻與電壓表內阻的關系，選擇電阻箱的規格。在分壓電路中，為方便調節，滑動變阻器選用阻值較小的；根據電壓表改裝原理求出串聯電阻阻值.

(2)由于電壓表的表盤沒變，改裝后的電壓表的讀數應為電壓表讀數的3倍.U-I圖線縱軸截距的3倍表示電動勢，斜率的3倍大小等于電池的內阻.

(1)電源電動勢約為9V，應把電壓表改裝成9V的電壓表，把3V的直流電壓表接一電阻箱，串聯電阻分壓是電壓表的兩倍，串聯電阻阻值應為電壓表內阻的兩倍，電阻箱接入電路的阻值應為6000Ω；電阻箱應選擇C；在分壓電路中，為方便調節，滑動變阻器選用阻值較小的，即選E.

(2)由丙讀出，外電路斷路時，電壓表的電壓為U=3.0V，則電源的電動勢為E=3.0×3=9.0V，電源內阻.