Question

某物理小组到实验室做电学实验，在实验室的操作台上有如下实验器材：
A．电压表V（量程4V，电阻R约为4.0kΩ）
B．电流表A₁（量程l00mA，电阻RA1约为5Ω）
C．电流表A₂（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～40Ω，额定电流1A）
E．电阻箱R₂（0-999.9Ω）
F．电阻R₀（约为2kΩ）
G．锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）
H．开关S一只、导线若干
（1）为了研究R₀的伏安特性，小组的一位成员设计了如图所示的电路原理图，所选取的相应的器材均标在图上，其他成员发现该电路有不妥之处，你认为应该怎样调整？

 

．
（2）在实际操作过程中，发现滑动变阻器R、电流表A已损坏，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r．
①请你画出实验电路图（标注所用器材符号）．
②为了便于分析，一般采用线性图象处理数据，请写出与线性图象对应的相关物理量问的函数关系式：

1

U

=

 

．

Answer 1

分析：（1）估算R₀中最大电流，确定电流表量程．
（2）滑动变阻器R₁、电流表A₁已损坏，可用余下的器材电压表V和电阻箱R₂合作测量锂电池的电动势E和内阻r．根据闭合欧姆定律，运用数学变形，得出线性图象对应的相关物理量间的函数关系式．

解答：解：（1）电阻R₀中最大电流约为I_max=

E

R0

=

3.7

2000

═1.85mA，电流表A₁量程太大，用A₂替换．
（2）①电阻箱与电压表配合，起到电压表和电流表的作用，电路如图．
②根据闭合欧姆定律，得
E=U+

U

R2

r  变形得：

1

U

=

1

E

+

r

R2E

如以

1

R2

为横坐标，以

1

U

为纵坐标，得到的是线性图象．
故本题答案是：（1）用A₂替换A₁，（2）①电路图如图②

1

U

=

1

E

+

r

R2E

点评：测量电源的电动势常用有三种方法：伏安法、安阻法、伏阻法．电压表与电阻箱配合或电流表与电阻箱配合等效于电压表与电流表的作用．