Question

18．某同學要測量一節干電池的電動勢和內阻．他根據老師提供的以下器材畫出了如圖1所示的原理圖．
A．電壓表V（15V，10kΩ）
B．電流表G（量程2.0mA，內阻R_g為20Ω）
C．電流表A（量程0.6A，內阻約為0.5Ω）
D．滑動變阻器R₁（0～100Ω，1A）
E．滑動變阻器R₂（0～20Ω，10A）
F．定值電阻R₃=980Ω
G．開關S和導線若干

（1）該同學沒有選用電壓表是因為電壓表量程太大；
（2）該同學將電流表G與定值電阻R₃串聯，實際上是進行了電表的改裝，則他改裝的電壓表對應的量程是3V；
（3）為了能準確地進行測量，同時為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是E（填寫器材前的字母編號）；
（4）該同學利用上述實驗原理圖測得以下數據，并根據這些數據繪出了如圖2所示的圖線，根據圖線可求出干電池的電動勢E=1.48V（保留3位有效數字），干電池的內阻r=0.89Ω（保留2位有效數字）．

序號	1	2	3	4	5	6
電流表G （I1/mA）	1.37	1.35	1.26	1.24	1.18	1.11

Answer 1

分析 （1）實驗電表時要選擇合適的量程，從而確定電壓表能否使用；
（2）根據串聯電路特點與歐姆定律求出電壓表量程．
（3）為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
（4）明確改裝原理，再結合閉合電路歐姆定律可分析電源的電動勢和內電阻．

解答 解：（1）一節干電池電動勢約為1.5V，電壓表量程為15V，電壓表量程太大，讀數誤差太大，不能選擇該電壓表．
（2）電壓表量程U=I_g（R_g+R₃）=3×10^-3×（10+990）=3V，電壓表量程為3V．
（3）為方便實驗操作滑動變阻器應選總阻值較小的E．
（4）由閉合電路歐姆定律可知：U=E-Ir，再根據改裝原理可知，1000I₂=E-I₁r，則由圖象可知，電源的U-I圖象與縱軸的交點坐標值為1.48mA，則電源電動勢E=1.48×10^-3×1000=1.48V，
電源內阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.48-1.06}{0.5}$≈0.84Ω；
故答案為：（1）電壓表量程太大；（2）3；（3）E；（4）1.48；0.84．

點評 本題考查測量電源的電動勢和內電阻實驗，在使用電表時應選擇合適的量程，指針示數應大于量程的$\frac{1}{3}$，但不要超過量程．同時注意掌握根據圖象法分析電源的電動勢和內電阻的數學方法．