Question

在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω）
B．电流表A₁（满偏电流2mA、内阻R _A1=20Ω）
C．电流表A₂（0～0.6A、内阻约0.1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～10Ω、2A）
E．滑动变阻器R₂（0～100Ω、1A）
F．定值电阻R₃=980Ω
G．开关S、导线若干
（1）为了方便且能较精确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是

 

（填“R₁”或“R₂”）
（2）四位同学分别设计了甲、乙、丙、丁四个实验电路图，其中最合理的是

 

．
（3）四位同学讨论后，根据最合理的实验方案正确操作，利用测出的数据绘出了如图1所示的I₁-I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数）．由图线可求得被测电池的电动势E=

 

V （结果保留三位有效数字）．内电阻r=

 

Ω （结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据所给实验器材与伏安法测电源电动势与内阻的原理选择实验器材．
（3）根据实验电路求出图象的函数表达式，然后根据图象求出电源电动势与内阻．

解答：解：（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择R₁．
（2）没有电压表，应该用电流表A₁与电阻R₃串联组成电压表，电压表测路端电压，
用电流表A₂测电路电流，由电路图可知，合理的实验电路图是乙．
（3）由图乙所示实验电路可知，在闭合电路中：E=I₁（R_A1+R₃）+I₂r，I₁=

E

RA1+R3

-

r

RA1+R3

I₂，
由图象可知，图象的截距：b=1.46×10^-3=

E

RA1+R3

=

E

20+980

=

E

1000

，则电源电动势E=1.46V；
图象斜率：k=

r

RA1+R3

=

r

1000

=

△I1

△I2

=

1.46×10-3-1.0×10-3

0.55

≈0.84，电源内阻r=0.84Ω；
故答案为：（1）R₁；（2）乙；（3）1.46；0.84．

点评：在应用图象法处理实验数据求电源电动势与内阻时，要根据实验电路与实验原理求出图象的函数表达式，然后求出电源电动势与内阻．