Question

7．图（a）为某同学测量一节干电池的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内是用毫安表改装成双量程电流表的改装电路．
（1）已知毫安表表头的内阻为10Ω，满偏电流为100mA；R₁和R₂为固定电阻，阻值分别为R₁=0.5Ω，R₂=2.0Ω；由此可知，若使用a和b两个接线柱，电表的量程为0.5A；若使用a和c两个接线柱，电表的量程为2.5A；
（2）电压表有两种规格，V₁（量程1.5V，内阻约为2kΩ）和V₂（量程3V，内阻约为4kΩ）；滑动变阻器有两种规格，最大阻值分别为20Ω和500Ω．则电压表应选用V₁（填“V₁”或“V₂”），R应选用最大阻值为20Ω的滑动变阻器．

（3）实验步骤如下：
①开关S₂拨向b，将滑动变阻器R的滑动片移到右端（选填“左”或“右”），闭合开关S₁；
②多次调节滑动变阻器的滑动片，记下电压表的示数U和毫安表的示数I；某次测量时毫安表的示数如图（b）所示，其读数为58.0mA．
③以U为纵坐标，I为横坐标，作U-I图线（用直线拟合），如图（c）所示；
④根据图线求得电源的电动势E=1.48V（结果保留三位有效数字），内阻r=0.45Ω（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）明确电表的改装原理，根据串并联规律可明确量程；
（2）根据给出的仪表和实验原理分析实验方法以及实验器材；
（3）分析实验步骤，根据实验要求明确滑片的位置，根据电流表的读数方法读出示数；利用U-I图象可求解电动势和内电阻；注意图中的电流值要注意求出等效电流表的示数；

解答 解：（1）使用ab两接线柱时，R₁与R₂串联后与表头并联；则量程I=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=100×10^-3+$\frac{100×1{0}^{-3}}{2.5}$×10=0.5A；
接ac两接线柱时，表头与R₂串联后与R₁并联；则量程I=Ig+$\frac{{I}_{g}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{{R}_{1}}$=100×10^-3+$\frac{100×1{0}^{-3}（2.0+10）}{0.5}$=2.5A；
（2）一节干电池的电动势约为1.5V，故电压表选V₁； 因内阻较小，为了便于调节，滑动变阻器应选择20Ω的；
（3）①为了让电流由最小开始调节，开始时滑动变阻器阻值滑到最大位置；故应滑到右端；
②由图可知，电流表最小分度为1mA； 故读数为58.0mA；
④由串并联电路规律可知，总电流等于5I，则由闭合电路欧姆定律可知，U=E-5I（r+2）可知，图象中与纵坐标的交点表示电源的电动势；故E=1.48V；图象的斜率表示5（r+2）；解得 r=0.45Ω；
故答案为：（1）0.5； 2.5 （2）V₁  20  （3）①右  ②58.0   ④1.48  0.45

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，注意明确实验原理，能根据给出的实验步骤分析实验方法；同时根据图象分析实验数据，明确电表的改装原理的应用．