Question

3．某物理興趣小組先用伏安法來(lái)測(cè)定一干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．現(xiàn)有以下器材可供選用：
A．電流計(jì)G₁（量程3.0mA，內(nèi)阻R_g=10Ω）
B．電流計(jì)G₂（量程5.0mA，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約為0.50Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．電阻箱R₂
F．開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)小組先用電流計(jì)和電阻箱通過(guò)改裝成一個(gè)電壓表，則電流計(jì)應(yīng)選用G₁．（填G₁或G₂）．所用的電阻箱阻值如圖1所示，讀數(shù)是990Ω．
（2）請(qǐng)?jiān)趫D2線框內(nèi)畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)小組所采用的實(shí)驗(yàn)電路圖．（標(biāo)注所選擇的器材符號(hào)）
（3）該小組在（1）、（2）的基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電路圖測(cè)得的數(shù)據(jù)如表，請(qǐng)你在圖3坐標(biāo)紙上選擇合理的標(biāo)度，并作出相應(yīng)的圖線．

序   號(hào)	1	2	3	4	5	6
電流表G（I1/mA）	1.36	1.34	1.26	1.24	1.18	1.12
電流表A（I2/A）	0.12	0.16	0.20	0.28	0.36	0.44

（4）根據(jù)（3）中的圖線求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.48V（保留三位有效數(shù)字），電源的內(nèi)阻r=0.84Ω（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電表的改裝原理可明確應(yīng)采用的電流計(jì)；根據(jù)電阻箱的讀數(shù)方法可得出串聯(lián)的電阻阻值；
（2）根據(jù)伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理、電源電動(dòng)勢(shì)與所給實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，由歐姆定律求出電阻箱接入電路的阻值．
（3）根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識(shí)求出I₁和電源兩端電壓U的關(guān)系，根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)求出電動(dòng)勢(shì)，由與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為某一值時(shí)電流，則可求得內(nèi)阻．

解答 解：（1）要想改裝電壓表，應(yīng)選用已知內(nèi)阻的G₁；
由電阻箱的讀數(shù)方法可得，讀數(shù)為：9×100+9×10=990Ω；
（2）將R₂與G₁串聯(lián)充當(dāng)電壓表使用，然后用R₁與A并聯(lián)接在電源兩端，即可測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；故原理圖如圖所示；
（3）改裝后的電壓表內(nèi)阻R_V=10+990=1000Ω
由閉合電路歐姆定律可得：
I₁R_V=E-Ir
由圖象可知，電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.48mA×1000=1.48V；
內(nèi)阻r=$\frac{（1.48-1.0）×1000}{0.57}$=0.84Ω；
故答案為：（1）990；（2）圖象如圖所示；（3）1.48； 0.84．

點(diǎn)評(píng) 本題為測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)的變形，注意由于沒(méi)有電壓表，本實(shí)驗(yàn)中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表，再根據(jù)原實(shí)驗(yàn)的研究方法進(jìn)行分析研究．在測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻時(shí)，要注意根據(jù)畫(huà)出的U-I圖象分析出電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻．