Question

19．用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻．蓄电池的电动势约为2V，内电阻很小．除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
A．电压表（量程3V） B．电流表（量程0.6A）C．电流表（量程3A）
D．定值电阻R0（阻值4Ω，额定功率4W）
E．滑动变阻器R（阻值范围0-20Ω，额定电流1A）

（1）电流表应选B；（填器材前的字母代号）
（2）将图乙中的实物按图甲的电路连线；
（3）根据实验数据作出U-I图象（如图丙所示），则蓄电池的电动势E=2.10V，内阻r=0.20Ω；
（4）定值电阻R₀在电路中的作用是防止短路，保护电源和电流表．

Answer 1

分析 本题（1）的关键是明确通过蓄电池的电流不能过大，否则电池温度升高内阻随之增大；题（2）的关键是可以把蓄电池当做一个电阻处理，根据伏安法测电阻电流表内外接法的选择方法即可知道电流表的接法；题（3）的关键是根据闭合电路欧姆定律写出电压U与电流I的函数表达式，即可知道斜率和截距的物理意义；题（4）的关键是根据闭合电路欧姆定律以及等效替代观点即可得出答案．

解答 解：（1）由于通过待测蓄电池的电流不能过大，所以电流表应选B．
（2）由于电压表的内阻远大于电源的等效内阻，所以电流表相对电源来说应是外接法，实物连线图如图所示：

（3）根据U=E-Ir可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势；故E=2.10V，图象斜率表示内阻；故r=$\frac{2.1-0}{0.50}$-4=0.20Ω．
（4）根据I=$\frac{E}{{（R}_{0}^{\;}+r）+R}$可知，${R}_{0}^{\;}$可以起到防止短路，保护电流表的作用；
由于可以把${R}_{0}^{\;}$等效为电池内阻一部分，因此可以增大等效内阻的测量值，减小误差；
c、当改变滑动变阻器阻值时，电压表示数变化大，便于计算和作图．（回答一个就可）
故答案为：（1）B；
　 （2）如图；
（3）2.10，0.20；
（4）防止短路，起到保护电流表的作用．

点评 用伏安法测量电源电动势和内阻实验，由于温度对电源内阻的影响，要求电流不能过大；由于电源的内阻较小，所以电流表相对电源来说应用外接法；若待测电源的内阻较小，可以串联一个定值电阻以起到保护电流表及增大电源内阻的作用．