Question

19．（1）张明同学要用伏安法测定一太阳能电池E₁的电动势和内阻（电动势约2V，内阻约50Ω，允许通过的最大电流为400mA）．除了待测电池、开关和若干导线之外，还备有下列器材可供选用：
（A）电流表A₁：量程0-50mA，内阻约为50Ω
（B）电流表A₂：量程0-100mA，内阻约为2Ω
（C）电压表V₁：量程0-3V，内阻约为2kΩ
（D）电压表V₂：量程0-15V，内阻约为6kΩ
（E）滑动变阻器R₁：0-50Ω，允许通过的最大电流为2A
（F）滑动变阻器R₂：0-200Ω，允许通过的最大电流为1A
（G）定值电阻R₃：10Ω
（H）定值电阻R₃：100Ω
（I）干电池E₂（电动势约1.5V，内阻很小）
为了消除因电表内阻引起的误差，张明同学先设计出如下电路来测定电流表A₁的内阻．
①该实验中定值电阻应选用H，滑动变阻器应选用E（填写器材代号）；
②若实验中测得电流表A₁示数为40mA，电流表A₂示数为62mA，则电流表A₁内阻为55Ω
（2）张明同学测出电流表A₁内阻之后，又利用电流表A₁和其它器材设计出一电路来测定太阳能电池E₁的电动势和内阻，并巧妙地消除了电表内阻引起的误差，试画出该图（在图中标注所选用的器材代号）．

Answer 1

分析 根据电路安全性及电表读数准确性选出合适的仪表，根据电路串并联关系和欧姆定律求出电流表A₁内阻．
电源的U-I图象与纵坐标轴交点是电源电动势，图象斜率的绝对值是电源和电流表A₁内阻之和，由图象可以求出电源电动势与内阻．

解答 解：（1）①干电池E₂电动势约1.5V，内阻很小，电流表A₂量程0-100mA，内阻约为2Ω，由于电流表A₁内阻约为50Ω，且其量程为A₂量程的一半，所以定值电阻可以采用100Ω电阻进行分流，所以定值电阻应选用H，这样可以减小电表的读数带来的误差．为了准确测量，应让两电表的读数不少于总量程的$\frac{1}{3}$，则计算可知，滑动变阻器应大于45Ω即可，故滑动变阻器选择即选E．
②若实验中测得电流表A₁示数为40mA，电流表A₂示数为62mA，
则电流表A₁内阻为R_A1=$\frac{100×（0.062-0.040）}{0.040}$=55Ω，
（2）根据伏安法测定一太阳能电池E₁的电动势和内阻原理作图，为了消除了电表内阻引起的误差，可以将电表A₁采用内接法接入，
将电表A₁和电池内阻看成等效电源的内阻．

故答案为：（1）①H，E         ②5.5，（2）如图所示．

点评 本题考查了测电源电动势与内阻的实验电路、求电源电动势与内阻，掌握基础知识即可正确解题；求电源内阻时要注意图象纵坐标起点数值是否为零．