Question

14．某同学用伏安法测某电池的电动势E和内电阻r，除待测电池外，所给的器材有：
A．电压表V：0～3VB．电流表A：0～300mA
C．滑动变阻器R₁：（0～20Ω，1A）D．滑动变阻器R₂：（0～1000Ω，0.1A）
E．开关和导线若干
①实验中滑动变阻器应选用C；（填字母代号）
②根据实验要求在虚线框中画出电路图1，并补充连接实物电路图2；
③由实验测出的数据描绘出的U-I图线如图3所示，由图象可知该电池的电动势E=2.0V，内电阻r=2.5Ω．（结果取两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）在保证安全的前提下，要选择最大阻值较小且限制电流较大的滑动变阻器，
（2）用伏安法测量电源的电动势和内阻，滑动变阻器采用限流式接法，电压表测的是外电压，应将电流表放在内部，画出电路图；根据原理图即可连接实物图；
（3）U-I图线的纵轴截距表示电动势的大小，图线斜率的绝对值表示内阻的大小．

解答 解：（1）因为电源内阻阻值较小，为方便实验操作，滑动变阻器应该选用较小阻值的，即R₁．
（2）本实验中滑动变阻器采取限流式接法，串联在电路中，电流表采取外接法，测量的误差较小，电路图如图所示：
根据电路图可得出对应的实物图如图所示；

（2）U-I图线纵轴截距表示电动势的大小，所以的：
E=2.0V，
图线斜率的绝对值表示内阻的大小，所以有：
r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.0-1.3}{0.28}$=2.5Ω
故答案为：（1）R₁；（2）如图所示；（3）2.0；2.5

点评 解决本题的关键掌握伏安法测量电源电动势和内阻的原理，E=U+Ir，以及会通过U-I图线得出电源的电动势和内阻．电学实验一般以常见实验为载体考查实验中的接法、仪表的选择及数据的处理，误差分析等，要求能准确掌握对应的分析方法．