Question

【題目】某同學(xué)利用電流表和電壓表測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

（1）現(xiàn)備有下列器材：

A．待測(cè)的干電池一節(jié)

B．電流表（量程0~150mA，內(nèi)阻Rg＝3.0Ω）

C．電壓表（量程0~3V，內(nèi)阻Rv約1kΩ）

D．滑動(dòng)變阻器R（0~20Ω，1.0 A）

E．電阻箱R0（0~99.9Ω）

F．開關(guān)和若干導(dǎo)線

該同學(xué)發(fā)現(xiàn)上述器材中電流表的量程較小，他想利用現(xiàn)有的電流表和電阻箱改裝成一塊量程為 0~0.6A的電流表，則電阻箱R0的阻值應(yīng)取______Ω。請(qǐng)?jiān)趫D甲的虛線框內(nèi)畫出利用上述器材測(cè)量干電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖_________。

（2）圖乙為該同學(xué)根據(jù)合理電路所繪出的U-I圖像（U、I分別為電壓表和電流表的示數(shù)）。根據(jù)該圖像可得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E＝______V，內(nèi)阻r＝______Ω。

（3）該同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)后又嘗試用以下方案測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)。如圖丙，Ex為待測(cè)干電池，Es為電動(dòng)勢(shì)已知的標(biāo)準(zhǔn)電池，AB為一根粗細(xì)均勻的直線電阻絲，R1為保護(hù)電阻。該同學(xué)的操作步驟如下：

①閉合開關(guān)S1，粗調(diào)滑動(dòng)變阻器R，使直線電阻AB兩端的電壓約為2.0V（可用電壓表粗測(cè)）；

②將開關(guān)S2撥到位置“1”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭C至C1點(diǎn)時(shí)靈敏電流計(jì)的讀數(shù)為零，測(cè)出AC1的長(zhǎng)度為L1；

③將開關(guān)S2撥到位置“2”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭C至C2點(diǎn)時(shí)靈敏電流計(jì)的讀數(shù)再次為零，測(cè)出AC2的長(zhǎng)度為L2。則待測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為Ex=__________________。

Answer 1

【答案】 1.0 1.48（1.46~1.49之間） 0.84（0.82~0.87之間）

【解析】(1)電流表G（量程0-150mA，內(nèi)阻Rg=3.0Ω）改裝成一塊量程為0~0.6A的電流表，則電阻箱R0的阻值

改裝后電流表的內(nèi)阻，相對(duì)于電源來說，電流表的分壓不能忽略，應(yīng)采用電流表的外接法。電路如圖：

(2)U、I分別為電壓表V和電流表G的示數(shù)，據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，對(duì)表達(dá)式變形后：，將U-I圖像向兩端延長(zhǎng)后借助圖象的縱截距和斜率可得：，，解得：

(3)由題意得：，，，則