Question

16．在一次課外實踐活動中，某課題研究小組收集到數碼相機、手機等電子產品中的一些舊電池以及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈等電子元件．現從這些材料中選取兩個待測元件，一是電阻R₀（約為2kΩ），二是手機中常用的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）．在操作臺上還準備了如下實驗器材：
A．電壓表V（量程4V，電阻R_V約為4.0kΩ）
B．電流表A₁（量程100mA，內阻不計）
C．電流表A₂ （量程2mA，內阻不計）
D．滑動變阻器R₁（0～2kΩ，額定電流0.1A）
E．電阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．開關S一只，導線若干．

（1）為了測定電阻R₀的阻值，小組的一位成員，設計了如圖1所示的電路原理圖，所選取的相應器材（電源用待測的鋰電池）均標在圖上，其器材選取中有不妥之處，你認為應該怎樣調整？用A₂替換A₁．
（2）如果在實際操作過程中，發(fā)現滑動變阻器R₁、電壓表V已損壞，請用余下的器材測量鋰電池的電動勢E和內阻r．
①請你在圖2所示的方框中畫出實驗電路原理圖（標注所用器材符號）；
②該實驗小組的同學在實驗中取得多組數據，然后通過作出如圖3所示的線性圖象處理數據，則電源電動勢為3.5V，內阻為7Ω．

Answer 1

分析 （1）根據閉合電路歐姆定律，估算出電路中電流的范圍，從而得到電流表量程偏大．
（2）①滑動變阻器可以用電阻箱替換，由于電阻箱的電阻可以直接讀出，因而可以不用電壓表；
②先推導出電阻R與電流關系的一般表達式，然后結合圖象得到數據．

解答 解：（1）根據閉合電路歐姆定律，當滑動變阻器短路時，電流為：I=$\frac{E}{r+{R}_{0}}$，故用電流表A₁ 量程太大，讀數不準確；故應用A₂替換A₁ ．
（2）①由于電壓表已損壞，故只能采用電流表和電阻箱串聯的方式進行測量；原理圖如圖所示

②根據閉合電路歐姆定律，電流的表達式為：I=$\frac{E}{r+{R}_{2}}$，則變形可得：
$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{{R}_{2}}{E}$，
結合圖象可知，由數學規(guī)律可知，$\frac{r}{E}$=2； $\frac{1}{E}$=$\frac{2}{7}$
解得：r=7Ω，E=3.5V
故答案為：（1）用A₂替換A₁；（2）①如圖所示；②3.5；7．

點評 本題考查測量電動勢和內電阻實驗，要注意實驗中應如何做到安全、準確，并能掌握根據題意分析實驗方法的能力；同時學會根據圖象分析實驗數據的方法．