Question

利用土豆制成的“土豆电池”电动势约为0.96V，内阻约为3kΩ．若实验室有以下一些器材可供选择：
A．电流表A₁（量程为0～0.6A，内阻为R₁）
B．电流表A₂（量程为0～0.6mA，内阻为R₂）
C．滑动变阻器（最大阻值约500Ω）
D．变阻箱（0～9999Ω）
E．若干导线和开关
①为了尽可能准确测定“土豆电池”的电动势和内阻，实验中应选择的器材是

 

（填器材前的字母代号）．
②在右边空白处画出应采用的电路图．
③为测量得更加准确，多次改变电阻R，读出电流表相应的示数I，画出

1

I

和R的图象，如图所示，直线在纵轴的截距为m，直线斜率为k，写出E、r的表达式：E=

 

；r=

 

．

Answer 1

分析：（1）由闭合电路欧姆定律可知，电路电流等于电动势与外电路电阻与电源内阻之和的比值，如果电源内阻较大，电路电流很小，灯泡实际功率很小，不足以引起灯泡发光．
（2）由题中所给实验器材可知，可以采用安阻法测电源电动势与内阻，根据安阻法测电阻的原理选择实验器材，作出实验电路图．
（3）由闭合电路的欧姆定律求出

1

I

-R表达式，然后根据图象求出电源电动势与电源内阻．

解答：解：①安阻法测电源电动势与内阻需要电阻箱与电流表，由题意可知，水果电池内阻很大，通过水果电池的最大电流较小，为保证安全并精确测量，电流表可选B、灵敏电流表A₂（量程为0～0.6mA，内阻为R₂），
因此实验器材可选：BDE．
②安阻法测电源电动势与内阻的实验电路图如图所示．
③根据闭合电路欧姆定律得：
E=I（r+R+R₂）
变形得：

1

I

=

1

E

R+

r+R2

E

根据数学关系得：直线在纵轴的截距为m=

r+R2

E

，
直线斜率为k=

1

E

，
解得：E=

1

k

，r=

m

k

-R₂
故答案为：①BDE；
②如图所示：
③

1

k

，

m

k

-R₂．

点评：要掌握测电源电动势与内阻的三种实验方案的原理、实验电路、实验数据处理等问题，注意数学函数关系在物理图象中的应用．