Question

4．某同学为了较精确的测量某一铅蓄电池的电动势和内阻，实验室准备了下列器材：
A．待测铅蓄电池E（电动势约为2V，内阻约为1Ω）
B．毫安表G（满偏电流3.0mA，r=100Ω）
C．电流表A（量程0-0.6A，内阻约为1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0-20Ω，额定电流为2A）
E．滑动变阻器R₂（0-1kΩ，额定电流为1A）
F．定值电阻R₀=900Ω
G．开关一个，导线若干

（1）实验中为了测量准确且操作方便，滑动变阻器应选D（选填前面的序号）；
（2）根据题意在图1虚线框中补画出该实验的电路图；
（3）图2实物图已连好一部分，请根据电路图，将实物连接完整；
（4）如图3所示，是该同学利用实验得到的数据作出的图线．其中，以电流表A的示数I₂为横坐标，以毫安表G的示数I₁为纵坐标．由图可得，被测铅蓄电池的电动势为1.95V，内阻为7.50Ω．（结果均保留2位小数）

Answer 1

分析 （1）根据题意可明确电流表，根据欧姆定律可分析为了准确应接入的滑动变阻器的阻值范围，则可以选出对应的滑动变阻器；
（2）根据给出的仪表结合闭合电路欧姆定律进行分析，即可明确应采用的电路图；
（3）根据原理图可得出对应的实物图；
（4）根据闭合电路欧姆定律进行列式，结合图象进行变形，利用数学规律可明确电动势和内电阻．

解答 解：（1）由题意可知，电流表只能选择0.6A量程，为了准确，示数应在量程的三分之一至三分之二间，此时最为准确，则可知，需要电阻约为10Ω左右；故滑动变阻器选择D；
（2）器材中没有电压表，考虑能否将电流表G与定值电阻串联成为“电压表”；有：U=I_g（R_g+R₀）=3.0×10^-3×（100+900）=3V；能达到实验要求；故电路图如图所示；
（3）根据原理图可得出对应的实物图如图所示；
（4）由闭合电路欧姆定律可知：E=I₁（R_g+R₀）+I₂r，
解得：I₁=$\frac{E}{1000}$+$\frac{r}{1000}$I₂；
由图象可知，图象的斜率表示K=$\frac{r}{1000}$； 截距b=$\frac{E}{1000}$；
由图可知，b=1.95×10^-3；K=$\frac{1.95-1.5}{0.6}$×10^-3=7.5×10^-3
解得：E=1.95V；r=7.50Ω
故答案为：（1）D；（2）如图所示；（3）如图所示；（4）1.95；7.50

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验原理，知道当仪器不能使用时要利用所学过的改装原理进行改装，同时能利用闭合电路欧姆定律进行分析，列出表达式，再根据数学知识可求得电动势和内电阻．