Question

7．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：
A．待測的干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)電阻小于1.0Ω ）
B．電流表A₁（量程0-3mA，內(nèi)阻R_g1=10Ω）
C．電流表A₂（量程0-0.6A，內(nèi)阻R_g2=0.1Ω）
D．滑動變阻器R₁（0-20Ω，10A）      
E．滑動變阻器R₂（0-200Ω，l A）
F．定值電阻R₀（990Ω）                
G．開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）某同學發(fā)現(xiàn)上述器材中沒有電壓表，但給出了兩個電流表，于是他設(shè)計了如圖甲所示的（a）、（b）兩個參考實驗電路，其中合理的是b圖所示的電路；在該電路中，為了操作方便且能準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選D（填寫器材前的字母代號）．
（2）圖乙為該同學根據(jù)（1）中選出的合理的實驗電路，利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表A₁的示數(shù)，I₂為電流表A₂的示數(shù)，且I₂的數(shù)值遠大于I₁的數(shù)值），但坐標紙不夠大，他只畫了一部分圖線，則由圖線可得被測電池的電動勢E=1.49V，內(nèi)阻r=0.85Ω．
（3）若圖線與縱坐標軸的交點等于電動勢的大小，則圖線的縱坐標應(yīng)該為A
A．I₁（R₀+R_g1）  　 B．I₁•R₀　       C．I₂（R₀+R_g2）　   D．I₁•R_g1．

Answer 1

分析 （1）將電流表G串聯(lián)一個電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．因為電源的內(nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減��；
（2）求出圖象的函數(shù)表達式，然后根據(jù)圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律及實驗的意義可明確縱坐標的性質(zhì)．

解答 解：（1）上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，電路中電流最大為：I_m=$\frac{1.5}{1}$=1.5A；故電流表至少應(yīng)選擇0～0.6A量程；
故應(yīng)將3mA故應(yīng)將電流表G串聯(lián)一個電阻，改裝成較大量程的電壓表使用．電表流A由于內(nèi)阻較小；故應(yīng)采用相對電源來說的外接法；故a、b兩個參考實驗電路，其中合理的是b；
因為電源的內(nèi)阻較小，所以應(yīng)該采用較小最大值的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減�。�滑動變阻器應(yīng)選D（R₁），
（2）由圖乙所示圖象可知，圖象縱軸截距是I₁=1.49mA，電源電動勢：
E=I₁（R_A1+R₀）=1.49×10^-3A×（10Ω+990Ω）=1.49V；
路端電壓U=I₁（R_A1+R₀），當縱軸表示路端電壓時，
圖象斜率的絕對值等于電源內(nèi)阻，
則電源內(nèi)阻r=$\frac{△U}{△{I}_{2}}=\frac{（{R}_{A1}+{R}_{0}）△{I}_{1}}{△{I}_{2}}=\frac{1000×（1.49-1.15）}{0.4}$×10^-3≈0.85Ω；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知U=E-Ir，若圖線與縱坐標軸的交點等于電動勢的大小，則圖線的縱坐標應(yīng)該為路段電壓，
而U=I₁（R₀+R_g1），即圖線的縱坐標應(yīng)該為I₁（R₀+R_g1），
故選：A
故答案為：（1）b；D；（2）1.48；0.84；（3）A

點評 本題考查了測量電動勢和內(nèi)電阻時的數(shù)據(jù)處理，要注意本題電流表與定值電阻串聯(lián)后充當電壓表使用，難度適中．