Question

20．为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：
待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约1.0Ω）
电流表G（满偏电流3.0mA，内阻150Ω）
电流表A（量程0～0.60A，内阻未知）
滑动变阻器R₁（0～20Ω，2A）
滑动变阻器R₂（0～1000Ω，1A）
定值电阻R₃=850Ω
开关和导线若干
（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是R₁．
（2）请用黑色签字笔在如图1方框中画出实验电路原理图．
（3）某同学根据正确的电路图作出的I₁-I₂图象如图2所示（I₁ 为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），由该图象可求出被测干电池的电动势E=1.40V，内电阻r=0.67Ω．

Answer 1

分析 （1）为方便实验操作，在保证安全的前提下，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据伏安法测电源电动势与内阻的实验原理作出实验电路图．
（3）电源的U-I图象与纵轴交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值是电源的内阻．

解答 解：（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选电阻值比较小的，故选R₁．
（2）伏安法测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，电流表测电路电流；
同时，由于题目没有给出电压表，而是给了一个已知内电阻的小电流表，所以需要给小电流表G串联定值电阻，改装成电压表，然后画出实验电路图如图所示．
（3）由电源的U-I图象可知，图象与纵轴的交点坐标值为1.4mA，表示电压为：U=${I}_{1}（{R}_{3}+{r}_{g}）=1.4×1{0}^{3}×（850+150）$=1.40V，
则电源电动势E=1.40V；
由图象可知，电源内阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.40-1.0}{0.6}$≈0.67Ω；
故答案为：（1）R₁
（2）画出电路图如图
（3）1.40V    0.67Ω

点评 要知道伏安法测电源电动势的实验原理与实验电路图；要掌握应用图象法求电源电动势与内阻的方法．