Question

12．在一次课外实践活动中，某课题研究小组收集到数码相机、手机等电子产品中的一些旧电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子元件．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R₀（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表（量程4V，电阻R_V约为4.0kΩ）
B．电流表A₁（量程100mA，内阻不计）
C．电流表A₂（量程2mA，内阻不计）
D．滑动变阻器R₁（0～2kΩ，额定电流0.1A）
E．电阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．开关S一只，导线若干．

（1）为了测定电阻R₀的阻值，小组的一位成员设计了如图1所示的电路原理图，所选取的相应器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，其器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？用A₂替换A₁
（2）如果在实际操作过程中，发现滑动变阻器R₁、电压表已损坏，用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r．
①请你在图2方框中画出实验电路原理图（标注所用器材符号）；
②该实验小组的同学在实验中取得多组数据，然后作出如图3所示的线性图象处理数据，则电源电动势为3.5V，内阻为7.0Ω．

Answer 1

分析 （1）根据闭合电路欧姆定律，估算出电路中电流的范围，从而得到电流表量程偏大．
（2）①滑动变阻器可以用电阻箱替换，由于电阻箱的电阻可以直接读出，因而可以不用电压表；
②先推导出电阻R与电流关系的一般表达式，然后结合图象得到数据．

解答 解：（1）根据闭合电路欧姆定律，当滑动变阻器短路时，电流为：I=$\frac{E}{{R}_{0}+r}$=$\frac{3.7}{r+2000}$≤1.85×10^-3A；，故用电流表A1量程太大，读数不准确；
故答案为：用A₂替换A₁ ．
（2）①根据题意可知，要利用给定的条件测量电动势和内电阻，故应采用电流表和电阻箱串联进行测量；如图所示

②根据闭合电路欧姆定律，电流的表达式为：
I=$\frac{E}{r+{R}_{2}}$
即$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}r$+$\frac{{R}_{2}}{E}$
结合图象可以得到：
r=7Ω，E=3.5v
故答案为：（1）用A₂替换A₁；（2）①如图所示；②3.5，7.0

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确用图象处理数据的方法，能根据给定的图象正确选择电路图和闭合电路欧姆定律的表达式进行分析解答．