Question

9．某同學在實驗室測定一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)阻，實驗室中有如下器材：
A．待測干電池
B．電流表A₁（0～3mA，內(nèi)電阻r₁=20Ω）
C．電流表A₂（0～100mA，內(nèi)電阻r₂=10Ω）
D．滑動變阻器甲（最大阻值10Ω）
E．滑動變阻器乙（最大阻值100Ω）
F．定值電阻R₁=100Ω
G．定值電阻R₂=500Ω
H．定值電阻R₃=1.5kΩ以及導線和開關．
由于沒有電壓表，為此他設計了如圖所示的電路，完成了實驗要求的測量．（圖中A、B都是電流表）
①為了方便并能較準確測量，電路圖中的電流表A應選C，滑動變阻器應選E，定值電阻應選G．（填寫各器材前的序號）
②若某次測量中電流表B的示數(shù)為I₁，電流表A的示數(shù)為I₂；改變滑動變阻器滑片的位置后，電流表B的示數(shù)為I₁′，電流表A的示數(shù)為I₂′．則可知此電池的內(nèi)電阻r=$\frac{{I}_{1}^{'}-{I}_{1}}{{I}_{1}+{I}_{2}-{I}_{1}^{'}-{I}_{2}^{'}}$ （R₂+r₁），電動勢E=$\frac{{I}_{2}{I}_{1}^{'}-{I}_{1}{I}_{2}^{'}}{{I}_{1}+{I}_{2}-{I}_{1}^{'}-{I}_{2}^{'}}$ （R₂+r₁）．（用給出和測得的物理量表示）

Answer 1

分析 將電流表B串聯(lián)一個電阻，可以改裝成較大量程的電壓表，采用較小最大值的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減�。�
根據(jù)閉合回路歐姆定律列出等式求解電動勢和內(nèi)阻．

解答 解：（1）上述器材中雖然沒有電壓表，但給出了兩個電流表，將電流表B串聯(lián)一個電阻，可以改裝成較大量程的電壓表．
為了方便并能較準確測量，電路圖中的電流表A應選C，因為電流表內(nèi)電阻是20歐，滑動變阻器最大阻值應大于20歐，滑動變阻器應選E，
一節(jié)電池電動勢大約是1.5V，所以改裝成的電壓表的量程要達到1.5V，根據(jù)改裝原理可知定值電阻應選G，
（2）某次測量中電流表B的示數(shù)為I₁，電流表A的示數(shù)為I₂
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識得E=I₁（R₂+r₁）+rI₂，
改變滑動變阻器滑片的位置后，電流表B的示數(shù)為I₁′，電流表A的示數(shù)為I₂′．
根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)的知識得E=I₁′（R₂+r₁）+rI₂′，
解得：r=$\frac{{I}_{1}^{'}-{I}_{1}}{{I}_{1}+{I}_{2}-{I}_{1}^{'}-{I}_{2}^{'}}$ （R₂+r₁） E=$\frac{{I}_{2}{I}_{1}^{'}-{I}_{1}{I}_{2}^{'}}{{I}_{1}+{I}_{2}-{I}_{1}^{'}-{I}_{2}^{'}}$ （R₂+r₁）
故答案為：①C E G ②$\frac{{I}_{1}^{'}-{I}_{1}}{{I}_{1}+{I}_{2}-{I}_{1}^{'}-{I}_{2}^{'}}$ （R₂+r₁） $\frac{{I}_{2}{I}_{1}^{'}-{I}_{1}{I}_{2}^{'}}{{I}_{1}+{I}_{2}-{I}_{1}^{'}-{I}_{2}^{'}}$ （R₂+r₁）

點評 本題為測量電源的電動勢和內(nèi)電阻的實驗的變形，注意由于沒有電壓表，本實驗中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表，再根據(jù)原實驗的研究方法進行分析研究，注意數(shù)據(jù)處理的方法．