Question

19．用如圖甲所示的電路測量一節(jié)蓄電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻．蓄電池的電動(dòng)勢約為2V，內(nèi)電阻很�。�除蓄電池、開關(guān)、導(dǎo)線外可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：
A．電壓表（量程3V） B．電流表（量程0.6A）C．電流表（量程3A）
D．定值電阻R0（阻值4Ω，額定功率4W）
E．滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍0-20Ω，額定電流1A）

（1）電流表應(yīng)選B；（填器材前的字母代號）
（2）將圖乙中的實(shí)物按圖甲的電路連線；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出U-I圖象（如圖丙所示），則蓄電池的電動(dòng)勢E=2.10V，內(nèi)阻r=0.20Ω；
（4）定值電阻R₀在電路中的作用是防止短路，保護(hù)電源和電流表．

Answer 1

分析 本題（1）的關(guān)鍵是明確通過蓄電池的電流不能過大，否則電池溫度升高內(nèi)阻隨之增大；題（2）的關(guān)鍵是可以把蓄電池當(dāng)做一個(gè)電阻處理，根據(jù)伏安法測電阻電流表內(nèi)外接法的選擇方法即可知道電流表的接法；題（3）的關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律寫出電壓U與電流I的函數(shù)表達(dá)式，即可知道斜率和截距的物理意義；題（4）的關(guān)鍵是根據(jù)閉合電路歐姆定律以及等效替代觀點(diǎn)即可得出答案．

解答 解：（1）由于通過待測蓄電池的電流不能過大，所以電流表應(yīng)選B．
（2）由于電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于電源的等效內(nèi)阻，所以電流表相對電源來說應(yīng)是外接法，實(shí)物連線圖如圖所示：

（3）根據(jù)U=E-Ir可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動(dòng)勢；故E=2.10V，圖象斜率表示內(nèi)阻；故r=$\frac{2.1-0}{0.50}$-4=0.20Ω．
（4）根據(jù)I=$\frac{E}{{（R}_{0}^{\;}+r）+R}$可知，${R}_{0}^{\;}$可以起到防止短路，保護(hù)電流表的作用；
由于可以把${R}_{0}^{\;}$等效為電池內(nèi)阻一部分，因此可以增大等效內(nèi)阻的測量值，減小誤差；
c、當(dāng)改變滑動(dòng)變阻器阻值時(shí)，電壓表示數(shù)變化大，便于計(jì)算和作圖．（回答一個(gè)就可）
故答案為：（1）B；
　 （2）如圖；
（3）2.10，0.20；
（4）防止短路，起到保護(hù)電流表的作用．

點(diǎn)評 用伏安法測量電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，由于溫度對電源內(nèi)阻的影響，要求電流不能過大；由于電源的內(nèi)阻較小，所以電流表相對電源來說應(yīng)用外接法；若待測電源的內(nèi)阻較小，可以串聯(lián)一個(gè)定值電阻以起到保護(hù)電流表及增大電源內(nèi)阻的作用．