Question

有两组同学进行了如下实验：
(1)甲组同学器材有：电源，滑动变阻器，电流表A1(0－200mA，内阻约11Ω)，电流表A(0－300mA，内阻约8Ω)，定值电阻R1=24Ω，R2=12Ω，开关一个，导线若干。为了测量A1的内阻，该组同学共设计了下图中A、B、C、D四套方案：

其中最佳的方案是______套，若用此方案测得A1、A2示数分别为180 mA和270mA，则A1的内阻___Ω。
(2)乙组同学将甲组同学的电流表A1拿过来，再加上电阻箱R(最大阻值9.9Ω)，定值电阻R0=6.0Ω，一个开关和若干导线用来测量一个电源(电动势E约为6.2V，内阻r约为2.1Ω)的电动势及内阻。请在方框中画出设计电路图。

若记录实验中电阻箱的阻值R和对应的A1示数的倒数，得到多组数据后描点作出R－图线如图所示，则该电源的电动势E=________V，内阻r=________Ω。(结果保留两位有效数字)

Answer 1

（1）D，12；（2）电路如图所示，6.0，2.0．

解析试题分析：（1）要想测得A₁的内阻应测出流过其中的电流及两端的电压，但由题意可知，题目中没有给出电压表，故可以考虑采用两个电流表充当电压表进行测量；图中AB采用了此种方法，但是由于两电流表内阻均不是已知量，只是约数，无法正确测出电阻值；
故可以采用并联电路的分流原理，则定值电阻分流，则可通过并联电路的电流规律求得并联部分的电压；CD采用的即为此种方法；C中分流电阻采用了12Ω的电阻，则电流表A₂中流过的电流为A₁中电流的两倍；容易损坏电表；而D中采用了大电阻，则A₁满偏时，A₂中电流约为：，则能准确的得出数据，故选D方案为最佳方案；由并联电路的规律可知，定值电阻中的电流为270-180=90mA；则电流表内阻为：；
（2）测电动势和内电阻需要得出路端电压和电流；但若把电阻箱和电源串联，电路中最小电流为：，超过A₁的量程，故应采用定值电阻分流；电路如图所示；

故闭合电路欧姆定律可知：，整理的：，故图象中的斜率等于，故：E=6.0V；图象与纵坐标的交点为-6.0=-r-4，解得：r=2.0；
考点：本题考查伏安法测电阻、测电源的电动势和内阻。