Question

【题目】某物理兴趣小组的同学现在要测定由两节新干电池组成电池组的电动势和内阻的大小，该同学根据实验室提供的实验器材设计了如图所示的原理图，其中定值电阻R1=1.0 Ω、R0=2.0 Ω，毫安表的量程范围为0~150 mA、内阻大小为rmA=4 Ω。试完成下列问题：

（1）请根据原理图将如图所示的实物图连接好；

（2）实验中电压表所选的量程为0~3 V，某次测量中电压表的读数如图所示，则此次实验中电压表的读数为U=________V；

（3）他们已经将实验中所测得的实验数据描点，并作出了U–I图象，如图所示。则电池组的电动势为E=________V，内阻为r=________Ω。

Answer 1

【答案】 2.5 2.98 2.46

【解析】

（1）实物连线如图所示。

（2）电压表的读数为U=2.5 V。

（3）将R0等效为电源的内阻，等效电源内阻为r0=r+R0。设毫安表读数为I，毫安表内阻为4 Ω，与毫安表并联的电阻阻值为R1=1.0 Ω，通过并联电阻的电流为毫安表的4倍，干路电流为毫安表读数的5倍，由闭合电路的欧姆定律和并联电路的电流规律有：E=U+5r0I。由上式可知U–I图象的纵截距表示电池组的电动势，故电池组的电动势为E=2.98 V，斜率的绝对值表示电池组等效内阻的5倍，由图可知图象的斜率为： ，故电池组的内阻为，故电池组的内阻为r=r0–R0=4.46 Ω–2.0 Ω=2.46 Ω。