Question

为了测量电池B的电动势E（约为2.4V）和内阻r（约为1Ω，），实验室可供选择的器材如下：
A．电流表G₁（满偏电流为2mA，内阻R_g1=100Ω）
B．电流表G₂（满偏电流为1mA，内阻R_g2未知）
C．电阻箱R_P（0一999.9Ω）
D．电阻箱R_Q（0一9999Ω）
E．滑动变阻器R（0～20Ω  lA）
F．开关一个、导线若干
（1）实验中，先用图1所示的电路测定电流表G₂的内阻，将Rp调为500，0Ω接入电路起保护作用，调节滑动变阻器R，得到多组电流表G₁和G₂的示数，I₁和I₂如下表所示：

试验次数	1	2	3	4	5
I1（mA）	0.40	0.81	1.20	1.59	2.00
I2（mA）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根据测量数据，请在图2的坐标中描点作出I₁-I₂图线，由图得到电流表G₂的内阻R_g=______Ω．（保留三位有效数字）
（2）若采用图3所示电路测量该电池的电动势和内电阻；
a．图中电阻箱②应选用给定器材中的______（选填器材代号）；
b．根据图3所示电路，请在图4中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接；
 
c．实验中，将①、②处的电阻箱分别调节为R₁、R₂接入电路，若=200，R₂+R_g2=3kΩ，进行以下操作：
①．闭合开关S，调节滑动变阻器至某一位置，此时电流表G₁和G₂的示数分别为0.75mA和0.77mA；
②．保持开关S闭合，调节滑动变阻器至另一位置，此时电流表G₁和G₂的示数分别为1.50mA 和0.71mA；则由c中数据可求得该电源电动势E=______V，内电阻r=______Ω．（保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】分析：（1）由电路图得用并联电路的规律可得出两电流表示数之间的关系，由图象可求出电流表的内阻；
（2）由电路图中知，电阻箱2与电流表2串联，在电路中充当电压表使用，根据需要的量程可选出电阻箱2；
由两次测得的数据，利用闭合电路欧姆定律可得出方程式，联立即可解出电动势和内电阻．
解答：解：（1）采用描点法，将和点描在坐标轴中；如图所示；
两电流表并联，由并联规律可知：I₁=；故图象的斜率等于  =2；
故R_g2=2×100=200Ω；
（2）a、由电路图可知，电阻箱2与电流表2串联作为电压表使用，电流表量程为1mA，内阻为200Ω，则电压只有0.2V；而电源电压为2.4V，故应将量程扩大到3V；此时需要的电阻为：-200=2800Ω，故只能选取R_Q； 
b、已知原理图，按原理图，先串联其中一个支路，再并入另一支路，注意不能交叉，并将线接在接线柱上；如图4所示；
c、由题意可知，R₂=3000-200=2800Ω；
R₁=Ω≈0.5Ω； 由并联电路规律可知，流过滑动变阻器的电流I==150mA；
此时，电源两端的电压U₁=0.77×3000V=2.31V；
同理可求得第二次时，总电流I₂=300mA；电压U₂=0.71×3000V=2.13V
由闭合电路欧姆定律可知：
E=U₁+I₁r
E=U₂+I₂r
代入数据得：E=2.31+0.15r
E=2.13+0.3r
联立解得：E=2.49V；r=1.20Ω
故答案为：（1）200；（2）R_Q；实物图如下图；2.49；1.20．

点评：本题为探究性实验，要注意题目中正确应用串并联电路规律的应用；此类实验不但要明确实验原理，还应熟练应用相关的物理规律．