Question

4．现有一摄像机电池，无法从标签上看清其电动势等数据．现进行如下实验操作：
（1）选取多用电表的直流电压10V挡，将两表笔直接接到电池的正负两极，指针偏转情况如图1，由此可知其电动势约为7.20V．是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻，答：不可以（选填“可以”或“不可以”）．
（2）现要更加准确测量其电动势和内电阻，实验室备有下列器材：
A．电流表（量程0.6A，内阻为3Ω）
B．电压表（量程3V，内阻为3kΩ）
C．定值电阻R₁=500Ω
D．定值电阻R₂=5000Ω
E．滑动变阻器（阻值范围0～30Ω）
F．开关及导线
①实验室中电压表量程太小，现要将其改装成适合本实验需要的量程，则应选定电阻R₂（选填“R₁”或“R₂”），若改装后某次测量电压（表盘未换）示数为1.50V，则实际待测电压为4.00V．
②根据所选器材，某同学画出如图3所示实验电路图，测得6组数据如下，请在如图2所坐标纸上作出U和I的关系图线．

序号	1	2	3	4	5	6
U/V	2.48	2.33	2.18	2.00	1.85	1.70
I/A	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60

③根据所作图线可知，该电池电动势为7.06V，内阻为4.33Ω．

Answer 1

分析 （1）由电表的量程可明确最小分度，则可得出对应的读数；根据多用电表的原理可明确能否测出电阻值；
（2）①根据电压表量程可明确能否满足实验要求，再根据改装原理选择电阻，计算出改装后的量程，算出示数为1.50V，实际待测电压的值；
②描点，作图即可
③根据U和I的关系图线中，与纵轴交点是电源电动势，斜率表示内阻，但要注意表盘的示数要经过转化为实际电压值再计算．

解答 解：（1）电压表量程为10V，则最小分度为0.2V，故读数为7.20V；因多用电表内部有电源，外部电动势将影响电路中的电流；故不能用欧姆表直接测量多用电表的内阻；
（2））①因电源的电压约为7.20V，电压表量程只有3V，故应串联阻值较大的定值电阻扩大量程，故定值电阻应选择R₂；
改装前电压表表盘的满偏电流$I=\frac{3V}{3000Ω}=1×1{0}^{-3}A$，改装后量程变为U=I（R_V+R₂）=1×10^-3×（3000+5000）V=8V
即变为了改装前的$\frac{8}{3}倍$，若改装后某次测量电压（表盘未换）示数为1.50V，则实际待测电压为$1.5V×\frac{8}{3}=4.00V$；
②描点，连线，作出出U和I的关系图线如右图所示；
③根据所作图线可知，与纵轴的交点就是电源的电动势，但是纵轴标的是电压表表盘的读数，读数为2.65V，实际电压为$E=2.65V×\frac{8}{3}=7.06V$，故电源电动势为7.06V
U和I的关系图线的斜率表示内阻，则内阻r=$\frac{（2.65-2.0）×\frac{8}{3}}{0.4}Ω=4.33$Ω；
故答案为：（1）7.2； 不可以
（2）①R₂；4.00
②如图所示；
③7.06； 4.33

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要求能正确分析题意，明确用改装的方式将表头改装为量程较大的电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究，注意数据处理的方法．纵坐标U标的是电压表表盘的读数，在计算电动势和内阻时要注意转化为实际的电压值再进行计算．