题目内容

2．某实验小组把满偏电流Ig=2.00mA的电流表改装成量程为2V的电压表，再用此电压表测电源的电动势和内电阻．具体做法如下：
（1）改装电压表的电路如图a所示，其中为要改装的毫安表，V是量程为2V的标准电压表，R1为滑动变阻器，R2为电阻箱，S1、S2为开关，E为两节干电池串成的电源．请完善下列实验步骤：
①将滑动变阻器的滑动触头调至左端（填“左”或“右”），电阻箱R2的阻值调至最大；
②断开开关S2，闭合开关S1；
③调节滑动变阻器的滑动触头，使标准电压表的读数为2.0V；
④闭合开关S2调节电阻箱R2的阻值，使毫安表指针接近满偏，此时标准电压表的读数会减小（填“增大”、“减小”或“不变”）；
⑤多次重复步骤③④，直至标准电压表的读数为2.0V，同时毫安表指针满偏．
（2）图b为测电源电动势和内阻的电路图，待测电源E′的电动势约为2.0V，R0为1.0欧姆的保护电阻．闭合开关S，调整电阻箱R的阻值，读取毫安表的示数，多次改变电阻箱R的阻值，得到多组数据（如表），根据表中的数据在所给的坐标系中作出图象，由图象可知电源的电动势E′为2V，r′为1Ω．
外电阻$\frac{1}{R}$（Ω-1）电流$\frac{1}{I}$（mA-1）
1.001.50
0.501.00
0.250.75
0.170.67
0.130.62

分析 （1）滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，闭合开关前滑片要置于分压电路分压为零的位置；根据串并联电路特点与欧姆定律分度电压表示数如何变化；
（2）应用描点法作出图象；根据图示电路图，应用欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据函数表达式求出电源电动势与内阻．

解答 解：（1）①由图示电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，应将滑动变阻器的滑动触头调至左端，电阻箱R2的阻值调至最大；
④闭合开关S2调节电阻箱R2的阻值，电阻箱与电压表并联，电路总电阻电阻变小，干路电流变大，电压表并联部分电路分压变小，此时标准电压表的读数会减小；
⑤多次重复步骤③④，直至标准电压表的读数为2.0V，同时毫安表指针满偏．
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：

2mA的电流表改装成2V的电压表，电压表内阻为：$\frac{2V}{0.002A}$=1000Ω，电压表示数：U=1000×0.001I=I，
由图b所示电路图可知，电源电动势：E=U+$\frac{U}{R}$（r+R0），则：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{1}{R}$$\frac{r+{R}_{0}}{E}$，
已知：U=I，则：$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{1}{R}$$\frac{r+{R}_{0}}{E}$，
由图示图纸可知：b=0.5=$\frac{1}{E}$，解得：E=2V，k=$\frac{△\frac{1}{I}}{△\frac{1}{R}}$=$\frac{1.5-0.5}{1}$=1=$\frac{r+{R}_{0}}{E}$，r=kE-R0=1×2-1=1Ω；
故答案为：（1）①左；④减小；⑤2.0V；（2）2；1．

点评 本题考查了实验注意事项、求电源电动势与内阻，应用闭合电路欧姆定律求出图象的函数表达式，然后根据图象与函数表达式可以求出电源电动势与内阻，要掌握图象法处理实验数据的方法．

练习册系列答案
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