Question

5．某同學(xué)在用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，為了防止因電池的內(nèi)阻可能較小，在調(diào)節(jié)時(shí)造成電流過大，電路中用一個(gè)定值電阻R₀起保護(hù)作用．除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的器材還有：

（a）電流表（量程0.6A、3A）
（b）電壓表（量程3V、15V）
（c）定值電阻（阻值1Ω、額定功率5W）
（d）定值電阻（阻值10Ω、額定功率10W）
（e）滑動變阻器（阻值范圍0～10Ω、額定電流2A）
（f）滑動變阻器（阻值范圍0～100Ω、額定電流1A）
請回答下列問題：
（1）要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇3V，電流表的量程應(yīng)選擇0.6A；R₀應(yīng)選擇1Ω的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是0～10Ω的滑動變阻器．
（2）測得下列五組數(shù)據(jù)：根據(jù)數(shù)據(jù)在圖2坐標(biāo)圖上畫出U-I圖象．

U/v	1.60	1.40	1.20	1.00	0.80
I/A	0.13	0.20	0.27	0.33	0.40

（3）據(jù)畫出的圖線求出電池電動勢2.2V，內(nèi)阻2.5Ω．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）干電池電動勢一般約為1.5V，以此判定電壓表量程；電流表量程、滑動變阻器與定值電阻選擇時(shí)應(yīng)兼顧電路安全和偏轉(zhuǎn)范圍．
（2）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖象；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，再根據(jù)圖象性質(zhì)利用數(shù)學(xué)知識可明確電源的電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）一節(jié)干電池電動勢一般約為1.5V，由此知電壓表量程應(yīng)選擇3V
為使滑動變阻器滑動時(shí)電表示數(shù)有明顯變化，應(yīng)使R₀+R與電源內(nèi)阻r盡可能接近，因r較小，則考慮選擇定值電阻為1Ω的c；
估算電流時(shí)，考慮到干電池的內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表；滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω不方便調(diào)節(jié)．
（2）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對應(yīng)的圖象如圖所示：

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：U=E-Ir；
故圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動勢E=2.2V；
圖象的斜率表示等效內(nèi)阻，故r'=$\frac{2.2-0.8}{0.4}$=3.5Ω
則電源內(nèi)阻r=3.5-1=2.5Ω
故答案為：（1）3，0.6，1，0～10（2）如圖所示；（3）2.2； 2.5．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵會從U-I圖線獲取電源的電動勢和內(nèi)阻，注意將保護(hù)電阻等效到電源的內(nèi)部，最終電源的內(nèi)阻等于圖線的斜率絕對值減去保護(hù)電阻的阻值．