Question

18．在某实验室中测量电源的电动势和内电阻，可以提供的器材有：
①待测电池：电动势E（约3V）、内电阻r（约1Ω）
②电流表：量程500μA，内阻r₂=400Ω
③电流表：量程3A，内阻r₁=0.1Ω
④滑动变阻器：阻值0-600Ω，额定电流0.5A
⑤滑动变阻器：阻值0-20Ω，额定电流2.5A
⑥电阻箱：9999.9Ω

（1）实验电路如图1所示，根据实验目的，电路中电流表A₁应选择③，A₂应选择②，R₁应选择⑤，R₂应选择⑥（请填写器材序号）．
（2）实验中改变电路中的电阻，通过多次读取两电流表的读数，用描点法拟合出电流表A₂的电流I₂随电流表A₁的电流I₁的变化的图象，如图2所示．那么，根据图象可得电动势E的表达式为I_y（R₂+r₂），内电阻r表达式为$\frac{{I}_{y}{（R}_{2}{+r}_{2}）}{{I}_{x}}$．（答案只限于用R₂、I_y、I_x及电流表的内阻r₁、r₂表示）

Answer 1

分析 将小量程的电流表串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表，采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．
根据闭合回路欧姆定律列出等式求解电动势和内阻．

解答 解：（1）将小量程的电流表串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表，采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．
所以电路中电流表A₁应选择③，A₂应选择②，R₁应选择⑤，R₂应选择⑥
（2）根据图形得当I₁=0时，I₂=I_y．
根据欧姆定律和串联的知识得E=I_y（R₂+r₂）
当I₂=0，I₁=I_x．
根据欧姆定律和串联的知识得E=I_xr
r=$\frac{{I}_{y}{（R}_{2}{+r}_{2}）}{{I}_{x}}$
故答案为：（1）③，②，⑤，⑥；
（2）I_y（R₂+r₂），$\frac{{I}_{y}{（R}_{2}{+r}_{2}）}{{I}_{x}}$．

点评 测定电动势和内阻的实验中要注意数据的处理时主要应用了图象法，在学习中要掌握读数及画图的能力，要结合公式理解图象中点、线、交点及截距的意义