Question

19．某同學用伏安法測一節干電池的電動勢和內阻，現備有下列器材：
A．被測干電池一節
B．電流表1：量程0～0.6A，內阻r=0.3Ω
C．電流表2：量程0～0.6A，內阻約為0.1Ω
D．電壓表：量程0～3V，內阻未知
E．滑動變阻器1：0～10Ω，2A
F．滑動變阻器2：0～100Ω，1A
G．開關、導線若干
伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中，由于電流表和電壓表內阻的影響，測量結果存在系統誤差，在現有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻．
（1）在上述器材中請選擇適當的器材（填寫器材前的字母）：電流表選擇B，滑動變阻器選擇E．
（2）實驗電路圖應選擇圖中的甲（填“甲”或“乙”）；
（3）根據實驗中電流表和電壓表的示數得到了如圖丙所示的U-I圖象，則在修正了實驗系統誤差后，干電池的電動勢E=1.5V，內電阻r=0.70Ω（結果保留兩位有效數字）．

（4）如圖丁、戊讀數游標卡尺1.060cm  螺旋測微器1.773mm．

Answer 1

分析 （1）實驗中要能保證安全和準確性選擇電表；
（2）本實驗應采用電阻箱和電壓表聯合測量，由實驗原理可得出電路原理圖；
（3）由原理利用閉合電路歐姆定律可得出表達式，由數學關系可得出電動勢和內電阻．
（4）游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．

解答 解：（1）由于B電流表中內阻已知，因此可以利用相對電源的電流表內接法測量準確測量內阻，故電流表應選擇B；
由于內阻較小，因此為了便于控制調節，滑動變阻器應選擇總阻值較小的E；
（2）因電流表內阻已知，故可以采用相對電源的內接法進行測量，故應選擇甲電路圖；
（3）根據U=E-Ir以及U-I圖可知，電源的電動勢E=1.50V；
內電阻r=$\frac{△U}{△I}$-R_A=$\frac{1.5-1.0}{0.5}$-0.3=0.7Ω；
（4）游標卡尺的固定刻度讀數為10mm=0.9cm，游標尺上第12個刻度游標讀數為：0.05×12mm=0.60mm=0.060cm，所以最終讀數為：1.0cm+0.060cm=1.060cm．
螺旋測微器的固定刻度讀數為1.5mm，可動刻度讀數為0.01×27.3mm=0.273mm，所以最終讀數為：1.5mm+0.273mm=1.773mm，
故答案為：（1）B；E；（2）甲；（3）1.5；0.70；（4）1.060；1.773．

點評 本題為設計性實驗，在解題時應注意明確實驗的原理；并且要由實驗原理結合閉合電路歐姆定律得出表達式，由圖象得出電動勢和內電阻．