Question

在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中，现有下列器材：待测干电池一节，电流表G（满偏电流为2.5mA，内阻为199Ω），定值电阻R₁＝1.0.Ω，定值电阻R₂＝99.5.Ω，电阻箱R（0~99.9Ω），开关、导线若干．
【小题1】请在下面所给方框内，画出实验电路图，其中定值电阻应选用     (选填“R₁”或“R₂”)；
【小题2】某同学实验测出了电阻箱的电阻R和电流表G的示数I_g，记录数据(见下表)．请在下面坐标图中描点作出-R图线


【小题3】根据图线可求得，被测电池的电动势E=______V，内阻为r=______Ω．

Answer 1

【小题1】实验原理图如图所示  R₁

【小题2】如图所示

【小题3】1.38~1.44  0.40~0.60

解析考点：测定电源的电动势和内阻；欧姆定律．
分析：用安阻法（电流表和电阻箱）测量电源的电动势和内阻，当电阻箱电阻最大时，电流I接近15mA，所以电流表量程比较小，要改装成大量程的电流表．最后的电路图就是改装后的电流表与电阻箱串联．
作出的图线是一条直线，只有推导出它们之间存在什么样的线性关系，才能得出电动势和内阻． 实验的原理：E=IR+Ir， = R+ ，电流表的内阻与定值电阻R的比值为199：1，所以电流比为1：199，所以I=200Ig．
所以 = R+ ，可通过图线的斜率和截距求出电动势和内阻．
解：（1）用安阻法（电流表和电阻箱）测量电源的电动势和内阻，当电阻箱电阻最大时，电流I接近15mA，所以电流表量程为2.5mA，比较小，不能直接测量，串联小电阻，改装为大量程的电流表，所以选R₁，实验原理图如下．
（2）描点作图，最终的图线是一条直线．（如下图）
（3）实验的原理：将改装后的电流表的内阻等效到电源的内部，有E=IR+Ir，= R+ ，电流表G的内阻与定值电阻R的比值为199：1，所以它们电流比为1：199，所以I="200Ig" mA
所以= R+ ，从表达式可以看出，与R成一次函数关系，图线的斜率表示，纵轴截距表示，取图线上与纵轴相交的点和最后一个点，两点的纵轴截距为0.80（mA^-1），转化为国际单位为800（A^-1），横轴截距为5.6Ω，根据图线知道斜率为，大约143，即=143，所以E=1.40V；纵轴截距为0.20（mA^-1），转化为国际单位为200（A^-1），所以=200，r=1.40Ω，但要注意不能忽略改装后的电流表的内阻，接近1Ω，在计算时将它等效到内电阻中去，所以内电阻r=1.40-1=0.40Ω．
故答案为：（1）实验原理图如图所示 R₁
（2）如图所示
（3）1.38～1.44 0.40～0.60