Question

11．测量干电池的电动势和内电阻，备有下列器材：
A．待测干电池两节，每节电池电动势E约为1.5V，内阻r约几欧姆U
B．直流电压表V₁量程2V，直流电压表V₂量程3V，内阻均约为3kΩ
C．直流电流表A量程3A，内阻很小
D．定值电阻R₀，阻值20Ω
E．滑动变阻器R，最大阻值10Ω
F．导线若干和开关K
（1）画出实验原理的电路图，在图中标明所用器材的符号．
（2）连接好电路后，闭合开关之前，按照实验的操作规范，滑动变阻器R的滑片应该置于变阻器接入电路的阻值最大（填：大或小）的位置．
（3）实验中移动滑动变阻器触头，读出电压表V₁和V₂的多组数据U₁、U₂，描绘出U₁-U₂图象如图所示，图中直线斜率大小为k，与纵轴的截距为a，则两节干电池的总电动势E=a，总内阻r=kR₀（用k、a、R₀ 表示）．

Answer 1

分析 （1）分析仪表量程，根据实验原理明确所采用的仪表，从而确定电路图；
（2）根据实验安全进行分析，注意限流接法时，滑动变阻器开始时应滑到最大位置；
（3）根据闭合电路欧姆定律进行分析，结合图象即可明确电源的电动势和内电阻．

解答 解：（1）由题意可知，电源电动势为1.5V，内阻约为几欧姆，则电流较小，故3A量程的电流表不能使用，故将电压表V₁与R₀并联后充当电流表使用，电压表V₂测量电压值，如图所示；
（2）为了保证安全，开始时滑动变阻器应调至阻值最大位置；
（3）由闭合电路欧姆定律可知：U₂=E-$\frac{{U}_{1}}{{R}_{0}}$r
则由图象可知，图象与纵坐标的交点表示电动势，故E=a；
图象的斜率k=$\frac{r}{{R}_{0}}$
故r=kR₀．
故答案为：（1）如图所示；（2）大；（3）a，kR₀．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验原理，根据安全和准确性原则确定电表及量程，同时注意掌握根据闭合电路欧姆定律和图象的性质分析数据，求解电动势和内电阻．