Question

某实验小组在实验室中测定一节干电池的电动势和内阻，他们观察实验桌上备用的器材并统计编号如下：
①干电池（电动势E约为1.5V，内阻r约为1.0Ω）；
②电压表V（量程0～15V，内阻约为10kΩ）；
③电流表G（满偏电流3.0mA，内阻R_g=10Ω）；
④电流表A（量程0～0.6A，内阻约为0.5Ω）；
⑤滑动变阻器R₁（0～20Ω，10A）；
⑥滑动变阻器R₂（0～100Ω，1A）；
⑦定值电阻R₃=990Ω；
⑧开关S和导线若干．
（1）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是

 

．（填写器材编号）
（2）请在虚线框内画出他们采用的实验原理图．（标注所选择的器材的物理量符号）
（3）该小组根据实验原理图测得的数据如下表，为了采用图象法分析处理数据，请你在给定的坐标纸上选取合适的标度，作出相应的图线．

序号	1	2	3	4	5	6
电流表G（I1/mA）	1.37	1.35	1.26	1.24	1.18	1.11
电流表A（I2/A）	0.12	0.16	0.21	0.28	0.36	0.43

（4）根据图线求出电源的电动势E=

 

（保留三位有效数字），电源的内阻r=

 

（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：①滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，要求所用滑动变阻器能得出多组数据，并且应易于调节；
②本实验中只需得出流过电源的电流及电源的路端电压即可，分析给出的仪器可知电路的接法及电表的使用；
③由闭合电路欧姆定律可得出与题目中给出仪器有关的表达式，再由数学规律可得出电动势和内电阻．

解答：解：（1）滑动变阻器应起到明确的调节作用，并且还要易于调节，故一般限流接法时，滑动变阻器比内阻约为10倍左右即可，故本题中应选⑤．
（2）本题中表头可与定值电阻串联作为电压表使用，再将滑动变阻顺与电流表A串接在电源两端即可；如下图甲

（3）根据测得的数据作出I₁-I₂图象．如上图乙
由闭合电路欧姆定律可得：
I₁（R₃+R_A）=E-I₂r
变形得：I₁=

E

R3+RA

-

r

R3+RA

I₂；
由数学知可得：图象中的k=

r

R3+RA

；b=

E

R3+RA

；
由图可知：b=1.48；k=0.84×10^-3；
故解得：E=1.48V，r=0.84Ω
故答案为：（1）⑤
（2）如图
（3）1.48V，0.84Ω

点评：本题要注意电路中采用的是安安法测电动势和内电阻，其本质就是用其中的表头改装电压表；另外在解题时要注意一些细节，如图象中的纵坐标不是从零开始变化的，并且其单位为mA等，都应细心观察．