Question

9．某同学对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现，表内除了一节1.5V的干电池外，还有一个方形的电池（层叠电池）．为了测定该电池的电动势和内电阻，实验室中提供如下器材：
A．电流表A₁（满偏电流10mA，内阻10Ω）；
B．电流表A₂（0～0.6～3A，内阻未知）；
C．滑动变阻器R₀（0～100Ω，1A）；
D．定值电阻R（阻值990Ω）；
E．开关与导线若干．

①请根据现有的实验器材，设计电路，将电路图画在如图1的方框内，并标出器材相应的符号
②根据上述设计的实验电路测出多组数据并绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数），则由图线可以得到被测电池的电动势E=9.0V，内阻r=10Ω．（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 由原理图将电流表A₂与滑动变阻器串联，电流表A₁与定值电阻R串联，注意开关应能控制整个电路；
表头及定值电阻充当电压表使用，则由闭合电路欧姆定律可得出表达式，由图象结合表达式可得出电动势和内电阻；

解答 解：（1）由题意可知，本实验中没有电压表，故将已知内阻的电流表A₂与定值电阻串联充当电压表，电流表A₁与定值电阻R串联即可．如图所示；

（2）表头的示数与定值电阻阻值的乘积可作为路端电压处理，则由闭合电路欧姆定律可知：
I₁（R₃+R_A）=E-I₂r
即：I₁=$\frac{E}{1000}$-$\frac{{I}_{2}r}{1000}$；
由图可知，图象与纵坐标的交点为9.0mA，
则有：9.0mA=$\frac{E}{1000}$；
解得E=9.0V；
由图象可知，图象的斜率为：10×10^-3，由公式得图象的斜率等于$\frac{r}{1000}$，
故$\frac{r}{1000}$=10×10^-3；
解得r=10Ω．
故答案为：
（1）原理图如图
（2）9.0，10．

点评 本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究．