Question

【题目】某同学用化学课所学的知识，用柠檬自制了一个水果电池，用万用表粗测得知它的电动势E约为3V，内阻r约为40Ω，若该电池允许输出的最大电流为20mA。为了测定该电池的电动势和内阻，某同学准备了如下器材：

A.待测电池

B.电压表V：量程0~15V，内阻Rv≈15kΩ；

C.电流表A：量程0~1mA，内阻RA=38Ω；

D.电阻箱R：0-999.9Ω；

E.定值电阻R1=2Ω；

F.定值电阻R2=19Ω；

G.定值电阻R3=72Ω；

H.定值电阻R=108Ω

I.开关、导线若干。

(1)该同学设计的部分电路如图甲所示，图中保护电阻R0应选择器材中的___________(填写器材前的选项字母)

(2)选择合适的器材，将虚线框中的电路补充完整_______，并在电路中注明所选器材的符号：

(3)将电阻箱的阻值调整到最大，闭合开关。

(4)调节电阻箱的电阻，使所选电表指针指到某一位置，记录此时电阻箱的阻值R和所选电表的读数x，电表读数用国际单位(A或V)作单位。

(5)重复步骤(4)获取多组R和x的值。

(6)断开开关，整理器材。

(7)据所得数据在－R坐标系中描点连线，如图乙所示。

根据图线可求得该电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。(结果均保留一位小数)

Answer 1

【答案】H 3.2V 42.1Ω

【解析】

（1）求出电路的最小电阻，然后选择保护电阻。

（2）根据题意选择实验器材，根据实验原理作出实验电路图。

（7）根据实验电路应用闭合电路的欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出电源的电动势与内阻。

（1）本实验中，当滑动变阻器接入电路的阻值为0时，电池输出的电流最大，则电路中的最小固定电阻值约为，因电源内阻约为，故值电阻约为，故该定值电阻应选器材中的H；

（2）本实验给定电压表量程太大，不可以使用；因电流表给定量程太小，故需要扩大量程20倍，需要并联的电阻值，所以选定值电阻R1与电流表A并联，就可改装成一个量程为20mA的电流表。所以虚线框中的电路补充完整后如下图象所示：

；

（7）由以上分析可知，题目中提到的x，指代电流表读数I，

根据闭合电路欧姆定律可得：

整理方程得：

即：

故，解得：

，解得：

故本题答案为：（1）H ； （2） ； （7）3.2V ； 42.1Ω