Question

13．用如圖1所示的電路測定一電動勢約2.8V的電池的電動勢和內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材可供選用：
A．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約5kΩ）
B．電流表（0～100mA，內(nèi)阻1Ω）
C．定值電阻R₁（阻值0.2Ω）
D．定值電阻R₂（阻值5.0Ω）
E．滑動變阻器R₃（阻值0～15Ω）
F．開關(guān)、導(dǎo)線若干

實驗操作如下：
①因電流表量程太小，需要將其擴大，應(yīng)在電流表上并聯(lián)（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)）定值電阻R₁（填“R₁”或“R₂”）．
②按步驟①的需要將定值電阻接入電路，并把滑動變阻器阻值調(diào)到最大，閉合S，電流表指針偏角較�。�逐漸調(diào)小滑動變阻器阻值，電流表示數(shù)有明顯變化，但電壓表示數(shù)幾乎不變，該現(xiàn)象說明電源內(nèi)阻較小．
③為了使實驗?zāi)苷�常進行，可以將實驗電路作適當(dāng)改進，請在圖2虛線框中畫出改進后的電路圖．
④用改進后的電路進行測量，讀出了兩組電表示數(shù)：第一組數(shù)據(jù)為U₁=1.34V，I₁=45.0mA；第二組數(shù)據(jù)為U₂=2.00V，I₂=25.0mA．由此可得電池的內(nèi)阻為0.50Ω（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 ①把小量程電流表改裝成大量程電流表需要并聯(lián)一個小電阻．
②應(yīng)用伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻時，如果電源內(nèi)阻太小，電壓表示數(shù)變化不明顯．
③電源內(nèi)阻很小時，為了使電壓表示數(shù)變化明顯，應(yīng)給電源串聯(lián)一個電阻，組成等效電源進行實驗．
④根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律求出電源內(nèi)阻．

解答 解：①由于電流表量程過小，需要擴大電流表量程，應(yīng)在電流表上并聯(lián)一個分流定值電阻R₁．
②由于電源內(nèi)阻太小，實驗時改變滑動變阻器阻值，電流表示數(shù)有較大的變化，電壓表示數(shù)基本不變．
③為了使電壓表示數(shù)變化明顯，可以給電源串聯(lián)一個分壓電阻R₂，與電源組成等效電源，然后再進行實驗，實驗電路圖如圖所示：
④電流表改裝后的量程I=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{1}}$=100+$\frac{100×1}{0.2}$=600mA，改裝后的量程是原電流表量程的6倍，
電路電流是電流表示數(shù)的6倍，在閉合電路中，電源電動勢：E=U+I（r+R₂），
代入實驗數(shù)據(jù)得：E=1.34+6×0.045（r+5）①，
E=2+6×0.025（r+5）②，
由①②解得：r=0.50Ω．
故答案為：①并聯(lián)；R₁；②電源內(nèi)阻太小；③實驗電路圖如圖所示；④0.50．

點評 本題考查了電流表的改裝、實驗現(xiàn)象分析、設(shè)計實驗電路圖、求電源內(nèi)阻，把小量程電流表改裝成大量程電流表需要并聯(lián)一個小的分流電阻；當(dāng)電源內(nèi)阻很小時，為了使電壓表示數(shù)變化明顯，可以用定值電阻與電源串聯(lián)組成等效電源進行實驗．