Question

7．测定一组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（B）电流传感器1（C）电流传感器2（D）定值电阻R₀（2000Ω）（E）滑动变阻器R（0-20Ω，2A）（F）开关和导线若干
某同学发现上述器材中虽然没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路完成实验．

（1）在实验操作过程中，该同学将滑动变阻器的滑片P向左滑动，则电流传感器1的示数将变大（选填“变大”或“变小”）．
（2）该同学利用测出的实验数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流传感器1的示数，I₂为电流传感器2的示数，且I₂的数值远远大于I₁的数值），如图乙所示．则由图线可得被测电池的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω．
（3）若将图线的纵坐标改为I₁R₀，则图线与纵坐标的交点的物理含义即为电动势的大小．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，滑片P向右滑动时 R值减小，电流传感器1的示数和电流传感器2的示数都变化．
（2）由闭合电路欧姆定律可得出与题目中给出仪器有关的表达式，再由数学规律可得出电动势和内电阻．
（3）若图象纵坐标为路端电压，则图象与纵坐标的交点为电源的电动势

解答 解：（1）滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，滑片P向左滑动时R值增大，电流传感器2的示数变小，电流传感器1的示数变大．
（2）路端电压：U=I₁R₀=E-I₂r，变形得：I₁=$\frac{E}{{R}_{0}}$-$\frac{r}{{R}_{0}}$I₂；
由数学知可得：图象中的k=$\frac{r}{{R}_{0}}$；b=$\frac{E}{{R}_{0}}$；
由图可知：b=1.50；k=$\frac{1.35-1.05}{0.9-0.3}×1{0}^{-3}$；
故解得：E=3.0V，r=1.0Ω；
（3）若图象纵坐标改为路端电压，即I₁R₀，则图象与纵坐标的交点为电源的电动势；
故答案为：（1）变大；（2）3（±0.1）；1（±0.1）；（3）I₁R₀．

点评 本题要注意电路中采用的是传感器伏安法测电动势和内电阻，其本质就是用其中的表头改装电压表；另外在解题时要注意一些细节，如图象中的纵坐标不是从零开始变化的，并且其单位为mA等，都应细心观察．