Question

3．某興趣小組正在做測(cè)量廢電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有以下器材：
A．干電池E（電動(dòng)勢(shì)約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0Ω）
B．電壓表V₁（0～3V）
C．電壓表V₂（0～15V）
D．電流表A₁（0～0.6A、內(nèi)阻0.1Ω）
E．電流表A₂（0～3A、內(nèi)阻10Ω）
F．滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω、10A）
G．滑動(dòng)變阻器R₂（0～100Ω、1A）
H．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干
（1）為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是R₁（填寫(xiě)R₁或R₂ ）電壓表應(yīng)選取V₁（填寫(xiě)V₁或V₂），電流表應(yīng)選A₁（填寫(xiě)A₁或A₂）．
（2）請(qǐng)?jiān)谌鐖D1的線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)上所選用器材的符號(hào)：

（3）如圖2所示為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，繪出的U-I圖線(xiàn)（U為電壓表的示數(shù)，I為電流表的示數(shù)），由圖線(xiàn)可求得被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.47V，內(nèi)電阻r=0.80Ω．（內(nèi)阻保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的儀器可進(jìn)行選擇；注意電壓表量程過(guò)大；為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)器材與伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理選擇實(shí)驗(yàn)器材．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器起調(diào)節(jié)電路作用，若總電阻太大，則調(diào)節(jié)時(shí)電阻變化過(guò)大，使電路中電流太小，故應(yīng)選取小一點(diǎn)的電阻，一般約為內(nèi)阻的幾十倍即可；故選R₁；
干電池的電動(dòng)勢(shì)約1.5V，所以要所以量程比較小（3V）的電壓表V₁；
測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電流值一般小于1A，所以要選擇量程為0.6A的A₁；
（2）電路直接采用串聯(lián)即可，定值電阻與電流表G串聯(lián)作為電壓表并聯(lián)在電源兩端，采用的是電流表內(nèi)接法；電路圖如右圖所示；

（3）I₂為零時(shí)，表示斷路，I₁=1.47mA E=I₁（R_G+R₃）=1.47V 從橫坐標(biāo)0.1A到0.4A，相差0.3A 縱坐標(biāo)變化量為0.24V （0.24mA對(duì)應(yīng)于0.24V） r=$\frac{0.24}{0.3}$=0.8Ω；故電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.47 （1.46～1.48均對(duì)），內(nèi)阻r=0.80Ω（0.79～0.85均可以）
故答案為：（1）R₁    V₁    A₁；（2）如右圖；（3）1.47（1.46～1.48）；0.80（0.79～0.85）；

點(diǎn)評(píng) 在應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻時(shí)，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路與實(shí)驗(yàn)原理求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．