Question

某同學(xué)在課外研究性學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，一些不能用做電源使用的舊干電池仍然存在較大的電壓．他從網(wǎng)上查詢(xún)得知，是因?yàn)榕f干電池的內(nèi)部本身存在較大的電阻（簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)阻），其狀況相當(dāng)于1節(jié)干電池與1個(gè)電阻R_X串聯(lián)，電池符號(hào)可用如圖所示的方式進(jìn)行表示．
現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)器材，要想測(cè)出一節(jié)舊干電池的內(nèi)阻，請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)．
實(shí)驗(yàn)器材：舊干電池1節(jié)（電壓大約在1.0V～1.2V之間，內(nèi)阻大約在2Ω～3Ω之間）；電流表1只（量程0～0.6A，0～3A）；電阻4個(gè)，分別為R₁=2Ω、R₂=3Ω、R₃=100Ω、R₄=150Ω；開(kāi)關(guān)2個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干．
（1）電流表的量程應(yīng)選    ，選用的2個(gè)電阻為    、    ．
（2）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡虛線(xiàn)方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖（電池組的符號(hào)用表示）．
（3）根據(jù)畫(huà)出的電路圖，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟，用字母表示出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)量的物理量．
①   
②   
③用測(cè)量的物理量和已知量符號(hào)表示出1節(jié)舊干電池的內(nèi)阻R_X的計(jì)算表達(dá)式：R_X=    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）由于電池的電壓很小，內(nèi)阻很小，若所選電阻太大，會(huì)造成電路中電流太小，誤差大．
根據(jù)干電池的電壓和所選的電阻來(lái)選擇電流表的量程．
（2）（3）分別將兩個(gè)電阻與電池串聯(lián)，讀出電流值，根據(jù)總電壓不變，列出兩個(gè)相等的關(guān)系式，便可求出電池內(nèi)阻的表達(dá)式．
解答：解：（1）舊干電池電壓大約在1.0V～1.2V之間，內(nèi)阻大約在2Ω～3Ω之間，由于R₃和R₄電阻太大，根據(jù)I=，這樣電路的電流很小，電流表讀數(shù)會(huì)造成較大的誤差．所以應(yīng)選擇R₁和R₂．
若電池與一個(gè)電阻串聯(lián)，則電路中的最大電流為I===0.3A，所以電流表選擇0～0.6A便可以．
（2）將兩個(gè)電阻通過(guò)開(kāi)關(guān)的開(kāi)合能夠分別與電池串聯(lián)，且使電流表在干路上可測(cè)出每次組成電路的電流．如圖所示．

（3）閉合S₁，讀出電流表的示數(shù)I₁，則電源電壓可表示為U=I₁（R₁+R_X）
再閉合S₂，讀出電流表的示數(shù)I₂，則電源電壓可表示為U=I₂（R₂+R_X）
根據(jù)電源電壓不變，I₁（R₁+R_X）=I₂（R₂+R_X）
解得：R_X=
故答案為：（1）0～0.6A；R₁；R₂；（2）電路圖如上圖；（3）①閉合開(kāi)關(guān)S₁，記下電流表的示數(shù)I₁；②閉合開(kāi)關(guān)S₂，記下電流表的示數(shù)I₂；
③RX=．
點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，考查的是測(cè)電阻的特殊方法，根據(jù)是電源電壓不變，用到了串聯(lián)電路的知識(shí)．