Question

3．某同学要通过实验测量一节干电池的电动势和内阻，可供选择的器材有：电流表（0～0.6A）、电压表（0～3V）、滑动变阻器R₁（10Ω，2A）、滑动变阻器R₂（100Ω，2A）、定值电阻R₀为1.5Ω、电键S及导线若干．

（1）为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（2）本次实验按照如图1所示实物连接线路图连接好后进行测量，测得数据如表所示．

次数 待测量	1	2	3	4	5
I/A	0.15	0.20	0.30	0.40	0.50
U/V	1.46	1.45	1.43	1.42	1.39

由上表数据可看出，电压表示数变化不明显，试分析引起上述情况的原因是新电池的内阻很小，内电路的电压降很小．
（3）为使电压表的示数变化更明显，请将上述器材的连线略加改动，在图2方框中画出改动后的实验电路图．
（4）实验中改变滑动变阻器的阻值，根据测出数据画出的U-I图线如图3所示，则此干电池的内阻r=0.20Ω．（保留两位小数）

Answer 1

分析 （1）为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）分析表中数据，根据闭合电路欧姆定律分析出现该现象的原因；
（3）根据分析得出的误差原因，采取增大等效内阻的方法进行实验，则可得出电路图；
（4）电源的U-I图象与纵轴的交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源内阻

解答 解：（1）因电源内阻较小，为了便于调节，选择总阻值较小的R₁
（2）由表中数据可知，电压表示数不明显，说明路端电压变化不明显；原因是新电池的内阻很小，所以导致内电路的电压降很小；
（3）为了减小实验中内阻测量的误差，将定值电阻R₀与电源相连，采用等效的方法来增大内阻；故设计电路如图所示；
（4）图象的斜率等于等效内阻，故内阻r+R₀=$\frac{1.50-1.00}{0.30}$=1.7Ω；
故r=1.70-1.5=0.20Ω；
故答案为：（1）R₁；（2）新电池的内阻很小，所以导致内电路的电压降很小；
（3）如图所示；（4）0.20Ω

点评 本题考查测量电动势和内阻的实验，要注意明确仪表的选择、电路接法及数据处理的方法，特别要明确图象的意义．