Question

【题目】某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13 V，内阻小于3 Ω，由于直流电压表量程只有3 V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为15 V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：

（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空:

第一步：按电路图连接实物

第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零

第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3 V

第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V

第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15 V的电压表。

（2）实验可供选择的器材有：

A．电压表（量程为3 V，内阻约2 kΩ）

B．电流表（量程为3 A，内阻约0．1 Ω）

C．电阻箱（阻值范围0～9 999 Ω）

D．电阻箱（阻值范围0～999 Ω）

E．滑动变阻器（阻值为0～20 Ω，额定电流2 A）

F．滑动变阻器（阻值为0～20 kΩ ）

回答：电阻箱应选________，滑动变阻器应选________。

（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω．

Answer 1

【答案】（1）0．6 （2）C；E （3）11．5；2．5

【解析】

试题分析：（1）把3V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为15V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为3V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为0．6V．

（2）由题，电压表的量程为3V，内阻约为2kΩ，要改装成15V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为4×2kΩ=8kΩ．故电阻箱应选C；在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E．

（3）由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=2．3V，则电源的电动势为E=2．3×5=11．5V，内阻为