Question

在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：

A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻1.0Ω左右）
B．电流表A₁（量程0-3m A，最小刻度0.1mA，内阻为10Ω）
C．电流表A₂（量程0-0.6A，最小刻度0.02A，内阻未知）
D．滑动变阻器R₁（0-20Ω，5A）
E．滑动变阻器R₂（0-200Ω，l A）
F．定值电阻R₀（990Ω）
G．开关和导线若干
①某同学发现上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，于是他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中
合理的是

 

图所示的电路；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选

 

（填写器材前的字母代号）．
②图乙为该同学根据①中选出的合理的实验电路，移动滑动变阻器，电流表A₁和电流表A₂分别测得多组I₁和I₂，并画出I₁-I₂图线，则由图线可得被测电池的电动势E=

 

V（取三位有效数），内阻r=

 

Ω（取二位有效数）．

Answer 1

分析：①实验过程要测多组实验数据，电流表变化范围应当大一些，根据电流表量程与电路图，选择合适的实验电路；在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
②由图象求出与纵轴的交点，然后由欧姆定律求出该电流所对应的电压，该电压是电源的电动势；图象斜率的绝对值等于电源的内阻．

解答：解：①测电源电动势与内阻实验中，要测多组实验数据，
电流表变化范围应大一些，由电路图可知，设计合理的实验电路是（b）；
为方便实验操作，滑动变阻器应选最大阻值较小的D、滑动变阻器R₁（0-20Ω，5A）．
②由图乙所示图象可知，图象纵轴截距是I₁=1.49mA，电源电动势：
E=I₁（R_A1+R₀）=1.49×10^-3A×（10Ω+990Ω）=1.49V；
路端电压U=I₁（R_A1+R₀），当纵轴表示路端电压时，
图象斜率的绝对值等于电源内阻，
则电源内阻r=

△U

△I2

=

(RA1+R0)△I1

△I2

=

(10Ω+990Ω)×(1.49×10-3A-1.1×10-3A)

0.4A

≈0.98Ω；
故答案为：①（b）；D；②1.49；0.98．

点评：本题考查了实验电路的选择，要测多组实验数据，电流表量程应大一些．