Question

20．為了測(cè)定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，現(xiàn)準(zhǔn)備了下列器材：
A．待測(cè)干電池（電動(dòng)勢(shì)約1.5V，內(nèi)阻約1.0Ω）；
B．電流表G（滿偏電流3.0mA，內(nèi)阻10Ω）；
C．電流表A（量程0～0.60A，內(nèi)阻約0.10Ω）；
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～20Ω，2A）；
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0～1000Ω，1A）；
F．定值電阻R₃=990Ω；G．開關(guān)K和導(dǎo)線若干．

（1）為了能盡量準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，也為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是D．（填儀器代號(hào)）
（2）請(qǐng)?jiān)趫D甲方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并注明器材的字母代號(hào)．
（3）下表為某同學(xué)根據(jù)正確的電路圖所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（I₁為電流表G的示數(shù)，I₂為電流表A的示數(shù)）．請(qǐng)?jiān)趫D乙的坐標(biāo)系中作出的I₁-I₂圖象．

I2/A	0.10	0.20	0.28		0.40
I1/mA	1.39	1.32	1.25		1.16

（4）根據(jù)你所畫出的I₁-I₂圖象，可求得被測(cè)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.46V，內(nèi)阻r=0.90Ω．（小數(shù)點(diǎn)后面保留兩位數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）由題目中給出的信息可知干電池的電動(dòng)勢(shì)以及內(nèi)電阻，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的作用可以得出應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理可知實(shí)驗(yàn)方法，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)中給出的儀器可以得出正確的電路圖．
（3）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象．
（4）表頭及定值電阻充當(dāng)電壓表使用，則由閉合電路歐姆定律可得出表達(dá)式，由圖象結(jié)合表達(dá)式可得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）干電池的內(nèi)阻比較小，為了調(diào)節(jié)方便選取阻值比較小的滑動(dòng)變阻器即D；
（2）測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻需要有電壓表和電流表；但題目中只給出兩個(gè)電流表，我們可以把內(nèi)阻已知的電流表和定值電阻串聯(lián)改裝成一個(gè)電壓表．
電源內(nèi)阻較小，為了減小誤差采取電流表外接，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示：

（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：

（4）表頭的示數(shù)與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓處理，則由閉合電路歐姆定律可知：
I₁（R₃+R_A）=E-I₂r，即：I₁=$\frac{E}{1000}$-$\frac{{I}_{2}r}{1000}$，
由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為1.46mA，
則有：1.46mA=$\frac{E}{1000}$，解得E=1.46V；
由圖象可知，圖象的斜率為：0.9×10^-3，由公式得圖象的斜率等于$\frac{r}{1000}$，
故$\frac{r}{1000}$=0.9×10^-3，解得r=0.90Ω．
故答案為：（1）D；（2）電路圖如圖所示（3）圖象如圖所示；（4）1.46；0.90．

點(diǎn)評(píng) 正確選擇儀器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)�？疾榈目键c(diǎn)；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．