Question

【题目】某班举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为用规定的器材设计合理电路，并能较准确地测量某电源的电动势及内阻。给定的器材如下：

A．电流表G（满偏电流10 mA，内阻10 Ω）

B．电流表A（0～0.6A～3A，内阻未知）

C．滑动变阻器R0（0～100 Ω，1 A）

D．定值电阻R（阻值990 Ω）

E．开关与导线若干

①请你用以上实验器材设计测量该电源电动势和内阻的电路图，并画在右边的虚线框中。（要求：为了保证器材的安全，在闭合开关前滑动变阻器的滑动头应置于最右端，即最大电阻处）

②图甲为小刘同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I1－I2图线（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电源的电动势为___________ V，内阻为__________ Ω。（结果保留两位有效数字）

③另一位小张同学对另一电源也用上面的实验电路进行测量，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上电键后发现滑片P向左滑过一段距离x后电流表A才有读数，于是该同学根据测出的数据作出了两个电流表读数I与x的关系图，如图乙所示，则根据图象可知，此电池组的电动势为__________ V，内阻为__________ Ω。（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】（1）如图所示

（2）7.5； 5.0（3）9.00（9.00或9.10均可）；11.0（10.7～11.7均可）

【解析】

试题分析：（1）该实验需要一个电压表，则将电流表G和定值电阻串联改成电压表，并联到滑动变阻器两端，因为电流表A存在内阻，需要用电流表的内接法使得电压表测量路端电压，电路图如图所示

（2）将电流表G改装成电压表后，电压表的量程为U，则：，解得：，故电流表G上的1mA就表示是1V．

当外电阻为无穷大时，路端电压等于电源的电动势，所以在图线上，斜线与纵坐标的交点就是电源的电动势，延长图线可得：，根据闭合电路的欧姆定律：可得，

图线的斜率就表示电源的内阻，即：

（3）根据图像可知，刚开始时电流恒为9.0mA， 为0，表示电压为9.0V，所以电源的电动势，从图中分别取两组对应的数据，得（6.0V，0.24A），（3.0V，0.52A）

得：