Question

13．用如圖1所示的電路測(cè)定一電動(dòng)勢(shì)約2.8V的電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，現(xiàn)有如下器材可供選用：
A．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約5kΩ）
B．電流表（0～100mA，內(nèi)阻1Ω）
C．定值電阻R₁（阻值0.2Ω）
D．定值電阻R₂（阻值5.0Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R₃（阻值0～15Ω）
F．開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

實(shí)驗(yàn)操作如下：
①因電流表量程太小，需要將其擴(kuò)大，應(yīng)在電流表上并聯(lián)（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)）定值電阻R₁（填“R₁”或“R₂”）．
②按步驟①的需要將定值電阻接入電路，并把滑動(dòng)變阻器阻值調(diào)到最大，閉合S，電流表指針偏角較小．逐漸調(diào)小滑動(dòng)變阻器阻值，電流表示數(shù)有明顯變化，但電壓表示數(shù)幾乎不變，該現(xiàn)象說(shuō)明電源內(nèi)阻較小．
③為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)苷�常進(jìn)行，可以將實(shí)驗(yàn)電路作適當(dāng)改進(jìn)，請(qǐng)?jiān)趫D2虛線框中畫(huà)出改進(jìn)后的電路圖．
④用改進(jìn)后的電路進(jìn)行測(cè)量，讀出了兩組電表示數(shù)：第一組數(shù)據(jù)為U₁=1.34V，I₁=45.0mA；第二組數(shù)據(jù)為U₂=2.00V，I₂=25.0mA．由此可得電池的內(nèi)阻為0.50Ω（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 ①把小量程電流表改裝成大量程電流表需要并聯(lián)一個(gè)小電阻．
②應(yīng)用伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻時(shí)，如果電源內(nèi)阻太小，電壓表示數(shù)變化不明顯．
③電源內(nèi)阻很小時(shí)，為了使電壓表示數(shù)變化明顯，應(yīng)給電源串聯(lián)一個(gè)電阻，組成等效電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律求出電源內(nèi)阻．

解答 解：①由于電流表量程過(guò)小，需要擴(kuò)大電流表量程，應(yīng)在電流表上并聯(lián)一個(gè)分流定值電阻R₁．
②由于電源內(nèi)阻太小，實(shí)驗(yàn)時(shí)改變滑動(dòng)變阻器阻值，電流表示數(shù)有較大的變化，電壓表示數(shù)基本不變．
③為了使電壓表示數(shù)變化明顯，可以給電源串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R₂，與電源組成等效電源，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示：
④電流表改裝后的量程I=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{1}}$=100+$\frac{100×1}{0.2}$=600mA，改裝后的量程是原電流表量程的6倍，
電路電流是電流表示數(shù)的6倍，在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)：E=U+I（r+R₂），
代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得：E=1.34+6×0.045（r+5）①，
E=2+6×0.025（r+5）②，
由①②解得：r=0.50Ω．
故答案為：①并聯(lián)；R₁；②電源內(nèi)阻太小；③實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；④0.50．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流表的改裝、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、求電源內(nèi)阻，把小量程電流表改裝成大量程電流表需要并聯(lián)一個(gè)小的分流電阻；當(dāng)電源內(nèi)阻很小時(shí)，為了使電壓表示數(shù)變化明顯，可以用定值電阻與電源串聯(lián)組成等效電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．