Question

2．在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量直流電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．電源的電動(dòng)勢(shì)大約為4.5V，內(nèi)阻大約為1.5Ω；由于實(shí)驗(yàn)室條件有限，除了導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)外，實(shí)驗(yàn)室還能提供如下器材：
A．量程為3V的電壓表V
B．量程為0.6A的電流表A₁
C．量程為3A的電流表A₂
D．阻值為4.0Ω的定值電阻R₁
E．阻值為100Ω的定值電阻R₂
F．最大阻值為20Ω的滑動(dòng)變阻器R₃
G．最大阻值為100Ω的滑動(dòng)變阻器R₄

選擇電壓表、電流表、定值電阻、滑動(dòng)變阻器等器材，采用如圖甲所示電路測(cè)量電源甲的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．
①在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，分別以電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U為橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)擬合得到如圖乙所示的U-I圖象，U和I的單位分別為V和A，擬合公式為U=-5.6I+4.4．請(qǐng)你判斷，在實(shí)驗(yàn)中定值電阻選擇的是D（填D或者E）；電流表選擇的是B（填B或者C）；滑動(dòng)變阻器選擇的是F（填F或者G）．
②則電源甲的電動(dòng)勢(shì)E=4.4V；內(nèi)阻r=1.6Ω（保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 根據(jù)安全性原則、準(zhǔn)確性原則、與方便操作性原則選擇實(shí)驗(yàn)器材；
電路斷路時(shí)的路端電壓是電源電動(dòng)勢(shì)，短路電阻為電源內(nèi)阻，根據(jù)表達(dá)式求出電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻；

解答 解：①測(cè)電動(dòng)勢(shì)是1.5V，內(nèi)阻為1Ω的電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，短路電流為1.5A，如果用量程為3A電流表，則讀數(shù)誤差太大，因此電流表應(yīng)選B；
電流表選B，測(cè)電動(dòng)勢(shì)為4.5V電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路最小電阻為R=$\frac{4.5}{0.6}$=7.5Ω，考慮電源內(nèi)阻、滑動(dòng)變阻器電阻，因此定值電阻應(yīng)選D；
為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F．
②根據(jù)閉合電路歐姆定律得U=E-I（r+R）
由表達(dá)式U=-5.6I+4.4可知，電源電動(dòng)勢(shì)為：E=4.4V，
r+R=5.6Ω，所以內(nèi)阻r=5.6-4.0=1.6Ω
故答案為：①D；B；F ②4.4；1.6

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，要正確實(shí)驗(yàn)器材的選取原則，理解實(shí)驗(yàn)原理是正確解題的關(guān)鍵，同時(shí)要結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)理解圖象斜率和截距的含義．