Question

15．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
①干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω）     ②电压表V（0∽15V）
③电流表A（0∽0.6A、内阻0.1Ω）     　　④电流表G（满偏电流3mA、内阻R_g=10Ω）
⑤滑动变阻器R₁（0∽10Ω、10A）        ⑥滑动变阻器R₂（0∽100Ω、1A）
⑦定值电阻R₃=990Ω                  　⑧开关、导线若干

（1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是R₁（填写字母代号）
（2）请在图1的线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号．
（3）图2为某一同学根据他设计的实验，绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=1.47V，内电阻r=0.71Ω．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器应起来限流保护作用，并且在使用时要选用易于调节的；
（2）由于电流表的内阻接近电源的内电阻，故若采用电流表外接法，则测得的内阻误差太大；
（3）由作出的U-I图可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势；图象的斜率表示内阻．

解答 解：（1）滑动变阻器起调节电路作用，若总电阻太大，则调节时电阻变化过大，使电路中电流太小，故应选取小一点的电阻，一般约为内阻的几十倍即可；故选R₁；
（2）电路直接采用串联即可，定值电阻与电流表G串联作为电压表并联在电源两端，因电流表内阻已知，故可采用电流表相对于电源的内接法；电路图如右图所示；
（3）I₂为零时，表示断路，I₁=1.47mA E=I₁（R_G+R₃）=0.00147×1000=1.47V 从横坐标0.1A到0.5A，相差0.4A
纵坐标变化量为1.39-1.06=0.33mA；对应电压的变化为0.33V；r+R_A=$\frac{0.33}{0.4}$=0.81Ω；求得r=0.81-0.10=0.71Ω；
故电源的电动势E=1.47V，内阻r=0.71Ω
故答案为：（1）R₁；（2）如右图；（3）1.47；0.71

点评 测电动势和内电阻的实验高考可较多出现，但考查内容相对集中，主要是考查误差分析、电路的选择及数据的处理，应注意闭合电路欧姆定律的应用．