Question

用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R_x。已知电池的电动势约6V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有：

电流表A₁（量程0～30mA）；

电流表A₂（量程0～100mA）；

电压表V（量程0～6V）；

滑动变阻器R₁（阻值0～5Ω）；

滑动变阻器R₂（阻值0～300Ω）；

开关S一个，导线若干条。

某同学的实验过程如下：

Ⅰ．设计如图3所示的电路图，正确连接电路。

                            

Ⅱ．将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录。以U为纵轴，I为横轴，得到如图4所示的图线。

Ⅲ．断开开关，将R_x改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变。重复Ⅱ的步骤，得到另一条U-I图线，图线与横轴I的交点坐标为（I₀，0），与纵轴U的交点坐标为（0，U₀）。

回答下列问题：

①电流表应选用     ，滑动变阻器应选用       ；

②由图4的图线，得电源内阻r＝     Ω；

                           

③用I₀、U₀和r表示待测电阻的关系式R_x＝       ，代入数值可得R_x；

④若电表为理想电表，R_x接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围       ，电压表示数变化范围      。（选填“相同”或“不同”）

Answer 1

【答案】①A₂   R₂     ②25    ③－r     ④相同    不同

②根据图3电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图4中，图线斜率绝对值即为电源的内阻，有：r＝|k|＝||Ω＝25Ω。

③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有：r′＝r＋R_x＝|k′|＝，解得：R_x＝－r

④若电表为理想电表，R_x接在B、C之间与接在A、B之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同，R_x接在B、C之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而R_x接在A、B之间时，电压表测量的是滑动变阻器与R_x两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。

考点：测定电源电动势和内阻、伏安法测电阻的实验