题目内容

18.在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.电池E(电动势约为1.5V、内阻约为1.0Ω)
B.电流表A1(满偏电流3mA,内阻R4=10Ω)
C.电流表A(0~0.6A,内阻0.1Ω)
D.定值电阻器R3=990Ω
E.滑线变阻器R1(0-10Ω、10A)
F.滑动变阻器R2(0-100Ω、10A)
G.开关,导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑线变阻器是R1.(选填“R1”或“R2”)
(2)设计的实验电路如图,并已在图中标上所选用器材的符号;当流过电流表G的电流为I1=1.25mA时,电源两端的电压U=1.25V
(3)如图2为某一同学根据他所设计的实验给出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),由图线可求得被测电池的电动势E=1.46V,内阻r=0.84Ω.

分析 (1)为方便实验操作,应选最大阻值较小的滑动变阻器.
(2)根据电流表示数应用串联电路特点与欧姆定律求出电压.
(3)根据实验电路求出图象的函数表达式,然后根据图象求出电源电动势与内阻.

解答 解:(1)为方便实验操作,滑动变阻器应选择R1.
(2)由图示电路图可知,电流表G与电阻R3串联组成电压表,电压表测路端电压,电源两端电压为:
U=I1(R4+R3)=0.00125×(10+990)=1.25V;
(3)由图乙所示实验电路可知,在闭合电路中有:
E=I1(R4+R3)+I2r,I1=$\frac{E}{{R}_{4}+{R}_{3}}$-$\frac{r}{{R}_{4}+{R}_{3}}$I2,
由图象可知,图象的截距为:b=1.46×10-3=$\frac{E}{{R}_{4}+{R}_{3}}$=$\frac{E}{10+990}$=$\frac{E}{1000}$,
则电源电动势为:E=1.46V;
图象斜率为:k=$\frac{r}{{R}_{4}+{R}_{3}}$=$\frac{r}{1000}$=$\frac{△{I}_{1}}{△{I}_{2}}$=$\frac{1.46×1{0}^{-3}-1.0×1{0}^{-3}}{0.55}$≈0.84,
电源内阻为:r=0.84Ω;
故答案为:(1)R1;(2)1.25;(3)1.46;0.84.

点评 在应用图象法处理实验数据求电源电动势与内阻时,要根据实验电路与实验原理求出图象的函数表达式,然后求出电源电动势与内阻.

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