Question

2．现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等数据．现进行如下实验操作：

（1）选取多用电表的直流电压10V挡，将两表笔直接接到电池的正负两极，指针偏转情况如图1，由此可知其电动势约为7.1V．是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻，答：不可以（选填“可以”或“不可以”）
（2）现要更加准确测量其电动势和内电阻，实验室备有下列器材：
A．电流表（量程0.6A，内阻为3Ω）
B．电压表（量程3V，内阻为3kΩ）
C．电压表（量程30V，内阻为30kΩ）
D．定值电阻R₁=500Ω
E．定值电阻R₂=5000Ω
F．滑动变阻器（阻值范围0～30Ω）
G．开关及导线
①该实验中电压表应选B，定值电阻应选E（均选填选项前的字母序号）
②在图3方框中画出实验电路图，并将图2实物连线图补充完整．
③若将滑动变阻器打到某一位置，读出此时电压表读数为U，电流表读数为I，则电源电动势和内阻间的关系式为$E=\frac{8}{3}U+（I+\frac{U}{3000}）r$．

Answer 1

分析 （1）由电表的量程可明确最小分度，则可得出对应的读数；根据多用电表的原理可明确能否测出电阻值；
（2）①根据电压表量程可明确能否满足实验要求，再根据改装原理选择电阻；
②根据测量电动势和内电阻的实验方法确定电路图并连接实物图；
③根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式．

解答 解：（1）电压表量程为10V，则最小分度为0.2V，故读数为7.1V；因多用电表内部有电源，外部电动势将影响电路中的电流；故不能用欧姆表直接测量多用电表的内阻；
（2）①因电源的电压为7.1V，电压表量程只有3V，故应串联阻值较大的定值电阻扩大量程，故定值电阻应选择E；
②根据以上分析电压表与定值电阻串联充当电压表，由于电源内阻与电流表内阻较为接近，故电流表采用相对电源的外接法；
故原理图如图所示；由原理图可得出对应的实物图如图所示；
③根据改装原理可知，路端电压U=$\frac{5000+3000}{3000}U$=$\frac{8U}{3}$；
总电流I_总=$\frac{U}{3000}$+I；
由闭合电路欧姆定律可得：
$E=\frac{8}{3}U+（I+\frac{U}{3000}）r$
故答案为：（1）7.1；不可以；
（2）①B   E   ②如图所示

（3）$E=\frac{8}{3}U+（I+\frac{U}{3000}）r$

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要求能正确分析题意，明确用改装的方式将表头改装为量程较大的电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究，注意数据处理的方法．这是近年高考新的动向，应注意把握．