Question

16．如圖（a）是“測電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗電路，如果采用一節(jié)新干電池進行實驗，實驗時會發(fā)現(xiàn)，當滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時，電壓表讀數(shù)變化很小，原因是：新電池的內(nèi)阻很小，從而影響測量值的精確性．
為了較精確地測量一節(jié)新干電池的內(nèi)阻，可用以下給定的器材和一些導線來完成實驗，器材：量程3V的理想電壓表V，量程0.6A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），定值電阻R₀（R₀=1.5Ω），滑動變阻器R₁（0～10Ω），滑動變阻器R₂（0～200Ω），開關(guān)S．

（1）實驗電路原理圖如圖（b），加接電阻R₀有兩方面的作用，一是方便實驗操作和數(shù)據(jù)測量，二是防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞．
（2）為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用R₁（填R₁或 R₂）．
（3）用筆畫線代替導線在圖（c）中完成實物連接圖．
（4）實驗中改變滑動變阻器的阻值，測出幾組電流表和電壓表的讀數(shù)在給出的U-I坐標系中畫出U-I圖線如圖（d）所示，則新干電池的內(nèi)阻r=0.29Ω．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）加接電阻R₀，起保護作用，限制電流，防止電池被短路或電流表被燒壞；
（2）由于電流表與電壓表的讀數(shù)在刻度盤中超過一半，讀數(shù)的相對誤差較小，則要求電路中電流較大，在確保安全的前提下，可選擇阻值較小的變阻器；
（3）根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律得出對應的表達式，再根據(jù)數(shù)學規(guī)律即可求得內(nèi)阻．

解答 解：（1）加接電阻R₀，起保護作用，限制電流，防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞；
（2）滑動變阻器應選用R₁．因為R₁的總電阻較小，使電路中電流較大，電流表指針能在刻度盤中央附近，測量誤差較��；
（3）根據(jù)給出的原理圖可得出對應的實物圖，如圖所示；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律，U=E-I（r+R₀）
由圖可知，圖象中的斜率k=r+R₀=$\frac{1.5-1}{0.28}$=1.79
解得：r=1.79-1.5=0.29Ω；
故答案為：（1）防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
（2）R₁
（3）如圖所示：
（4）0.29．

點評 本題根據(jù)閉合電路歐姆定律，用伏安法可測量電源的電動勢和內(nèi)阻，定值電阻R₀起保護作用，本題采用了圖象法處理數(shù)據(jù)；要注意在計算中圖象的斜率求出的為內(nèi)阻與定值電阻之和．