Question

18．某同学要测量一节干电池的电动势和内阻．他根据老师提供的以下器材画出了如图1所示的原理图．
A．电压表V（15V，10kΩ）
B．电流表G（量程2.0mA，内阻R_g为20Ω）
C．电流表A（量程0.6A，内阻约为0.5Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～100Ω，1A）
E．滑动变阻器R₂（0～20Ω，10A）
F．定值电阻R₃=980Ω
G．开关S和导线若干

（1）该同学没有选用电压表是因为电压表量程太大；
（2）该同学将电流表G与定值电阻R₃串联，实际上是进行了电表的改装，则他改装的电压表对应的量程是3V；
（3）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E（填写器材前的字母编号）；
（4）该同学利用上述实验原理图测得以下数据，并根据这些数据绘出了如图2所示的图线，根据图线可求出干电池的电动势E=1.48V（保留3位有效数字），干电池的内阻r=0.89Ω（保留2位有效数字）．

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

Answer 1

分析 （1）实验电表时要选择合适的量程，从而确定电压表能否使用；
（2）根据串联电路特点与欧姆定律求出电压表量程．
（3）为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（4）明确改装原理，再结合闭合电路欧姆定律可分析电源的电动势和内电阻．

解答 解：（1）一节干电池电动势约为1.5V，电压表量程为15V，电压表量程太大，读数误差太大，不能选择该电压表．
（2）电压表量程U=I_g（R_g+R₃）=3×10^-3×（10+990）=3V，电压表量程为3V．
（3）为方便实验操作滑动变阻器应选总阻值较小的E．
（4）由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir，再根据改装原理可知，1000I₂=E-I₁r，则由图象可知，电源的U-I图象与纵轴的交点坐标值为1.48mA，则电源电动势E=1.48×10^-3×1000=1.48V，
电源内阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.48-1.06}{0.5}$≈0.84Ω；
故答案为：（1）电压表量程太大；（2）3；（3）E；（4）1.48；0.84．

点评 本题考查测量电源的电动势和内电阻实验，在使用电表时应选择合适的量程，指针示数应大于量程的$\frac{1}{3}$，但不要超过量程．同时注意掌握根据图象法分析电源的电动势和内电阻的数学方法．