题目内容
【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.
【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