Question

17．图（a）为某同学测量一节干电池电动势和内电阻的电路图．其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电压表的电路，请完成下列填空和作图．

（1）毫安表的内阻为150Ω，满偏电流为3mA；R₃和R₂为定值电阻，其中R₁=850Ω，若使用a和b接线柱，电压表量程为15V；若使用a和c接线柱，电压表的量程为3V；R₂=4000Ω；
（2）两个电流表：A₁（量程0.6A，内阻约0.2Ω），A₂（量程3A，内阻约0.05Ω）；两个滑动变阻器，最大阻值分别为10Ω和500Ω，则应选电流表A₁（填“A₁”或“A₂”），应选最大阻值为10Ω的滑动变阻器．
（3）实验主要步骤如下：
①开关S₂拨向c，将滑动变阻器R的滑动片移到最左端（选填“左”或“右”），闭合开关S₁；
②多次调节滑动变阻器的滑动片，记下相应的电流表的示数I₁和毫安表的示数I₂；
③根据图（b）坐标系中已描的点画出I₁-I₂图象；
④由图象得电源的电动势E=1.5V，内阻r=0.83Ω（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）明确电表的改装原理，根据串并联规律可明确量程；
（2）根据给出的仪表和实验原理分析实验方法以及实验器材；
（3）分析实验步骤，根据实验要求明确滑片的位置，根据电流表的读数方法读出示数；利用U-I图象可求解电动势和内电阻；注意图中的电流值要注意求出等效电流表的示数；

解答 解：（1）使用ab两接线柱时，R₁、R₂与表头串联；则量程为15V；
接ac两接线柱时，表头、R₂与R₁串联；则量程U=I_g（R_g+R₁）=3mA×（150+850）=3V；
则R₂=$\frac{15}{3×1{0}^{-3}}$-150-850=4000Ω
（2）一节干电池的电动势约为1.5V，故电压表选A₁； 因内阻较小，为了便于调节，滑动变阻器应选择10Ω的；
（3）①为了让电流由最小开始调节，开始时滑动变阻器阻值滑到最大位置；故应滑到左端；
③根据描出的点可得出对应的图象如图所示；
④由U=E-Ir可知，I₁×（150+850）=E-I₂r可知，图象中与纵坐标的交点乘以1000表示电源的电动势；故E=1.5mA×1000=1.5V；图象的斜率表示内阻，利用变化后的电压值则有：
r=$\frac{1.50-1.0}{0.6}$=0.83Ω；

故答案为：（1）3； 4000；（2）A1；10；（3）①左  ③如图所示；  ④1.5；0.83．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，注意明确实验原理，能根据给出的实验步骤分析实验方法；同时根据图象分析实验数据，明确电表的改装原理的应用．