Question

【題目】在學(xué)校開(kāi)展的課外實(shí)踐活動(dòng)中，某物理興趣小組欲利用所學(xué)的知識(shí)來(lái)測(cè)量一電動(dòng)自行車(chē)蓄電池的電動(dòng)勢(shì)（約為30～36V）和內(nèi)阻（4Ω左右）。

（1）該實(shí)驗(yàn)小組利用一個(gè)量程為15V的直流電壓表V1（內(nèi)阻Rg約為10kΩ）接一個(gè)電位器R0（可變電阻），改裝成量程為45V的電壓表V2．現(xiàn)有兩個(gè)電位器：

A．電位器（阻值范圍0～9999Ω）

B．電位器（阻值范圍0～99999Ω）

則應(yīng)選_____（填“A”或“B”）電位器進(jìn)行改裝。

（2）該實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路來(lái)進(jìn)行改裝，請(qǐng)完成第③步的填空：

①將電位器的阻值調(diào)到零；

②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表V1的示數(shù)為9V；

③保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，調(diào)節(jié)電位器，使電壓表V1的讀數(shù)變?yōu)?/span>_____V；

④不再改變電位器阻值，保持電壓表和電位器的連接，撤去其他電路，即可得到量程為45V的電壓表V2（虛線框內(nèi)所示）。

（3）該小組將改裝后的電壓表V2（電壓表的表盤(pán)沒(méi)變）按照?qǐng)D乙所示的實(shí)驗(yàn)電路連接后，測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻（圖中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為50Ω，電流表的量程為3A，內(nèi)阻忽略不計(jì)），其實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①將滑動(dòng)變阻器R的阻值調(diào)到最大，閉合開(kāi)關(guān)S；

②多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，記下多組電流表A的示數(shù)1和電壓表V 的示數(shù)U；

③以U為縱坐標(biāo)、I為橫坐標(biāo)，作出U﹣I圖線（用直線擬合）；

④根據(jù)U﹣I圖線求出該蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

回答下列問(wèn)題：

①分別用E和r表示該蓄電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，則U 與I的關(guān)系式為U=_____（用E、r和I表示）；

②若根據(jù)測(cè)得數(shù)據(jù)作出的U﹣I圖象如圖丙所示，則該蓄電池的電動(dòng)勢(shì)為_____V，內(nèi)阻為_____Ω。

Answer 1

【答案】 B 3 34.5 4.5

【解析】(1)利用一個(gè)量程為15V的直流電壓表V1（內(nèi)阻Rg約為10kΩ）接一個(gè)電位器R0（可變電阻），改裝成量程為45V的電壓表V2．量程擴(kuò)大3倍，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，應(yīng)串聯(lián)電阻為原電阻的2倍，故應(yīng)串聯(lián)電阻約為20kΩ，故應(yīng)選B電阻箱；

(2)由(1)可知，要擴(kuò)大至45V，應(yīng)串聯(lián)電壓表內(nèi)阻2倍的定值電阻，由題意可知，電路兩端電壓為9V，故總電壓為9V，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，應(yīng)使電壓表分壓原來(lái)的三分之一，故電壓表示數(shù)為3V；

(3)根據(jù)改裝原理可知，路端電壓為電壓表示數(shù)的3倍，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知；則變形可得

根據(jù)圖象可知，解得， 。