Question

9．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．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）
B．电流表A₁（量程0-3mA，内阻R_g1=10Ω）
C．电流表A₂（量程0-0.6A，内阻R_g2=0.1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0-20Ω，10A）
E．滑动变阻器R₂（0-200Ω，1A）
F．定值电阻R₀（990Ω）
G．开关和导线若干

（1）某同学设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中合理的是b图；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选D（填写器材名称前的字母序号），这是因为若选另一个变阻器，在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表A₂读数太小，电流表A₁读数变化不明显
（2）图乙为该同学根据（1）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表A₁的示数，I₂为电流表A₂的示数），为了简化计算，该同学认为I₁远远小于I₂，则由图线可得电动势E=1.5V，内阻r=0.8Ω．（结果保留2位有效数字）

Answer 1

分析 （1）将电流表G串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表．因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．
（2）根据欧姆定律和串联的知识求出I₁和电源两端电压U的关系，根据图象与纵轴的交点求出电动势，由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流，则可求得内阻．

解答 解：（1）上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表．
（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是b，
因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选D；若选择大电阻，则在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表A₂读数太小，电流表A₁读数变化不明显
（2）根据欧姆定律和串联的知识得
电源两端电压U=I₁（990+10）=1000I₁，
根据图象与纵轴的交点得电动势E=1.47mA×1000Ω=1.47V=1.5V；
由图可知当电流为0.45A时，电压为1.1V，则由闭合电路欧姆定律可知：
r=$\frac{1.47-1.1}{0.45}$=0.8Ω；
故答案为：（1 ）b  D； 在变阻器滑片调节的大部分范围内，电流表A₂读数太小，电流表A₁读数变化不明显；
 （2）1.5，0.8

点评 本题考查测量电源电动势和内阻的实验，要注意根据闭合电路欧姆定律进行分析画出的对应的图象进行分析并求出电动势及内阻； 注意在分析数据时要应用电表的改装原理的内容进行分析．