Question

15．用如图1所示电路，测定一节干电池的电动势和内阻．电池的内阻较小，为了防止在调节滑动变阻器时造成短路，电路中用一个定值电阻R₀=2Ω起保护作用．除电池、开关和导线外，可供使用的实验器材还有：

A．电流表（量程0.6A、3A）；
B．电压表（量程3V、15V）；
C．滑动变阻器（阻值范围0～10Ω、额定电流2A）；
D．滑动变阻器（阻值范围0～100Ω、额定电流1A）
①要正确完成实验，电压表的量程应选择3V，电流表的量程应选择0.6A，滑动变阻器R应选择C（填写实验器材前面的字母）．
②根据实验测得数据作出U-I曲线如图3所示，则这节干电池的电动势是1.5V，内电阻是0.5Ω．
③请根据实验电路图连接实物图（图2）．

Answer 1

分析 ①由欧姆定律估算电路中的电流，根据安全及准确性原则可选出电流表及电压表；根据电源内阻的大小可判断保护电阻的大小，及滑动变阻器的阻值大小；
②电压的U-I图象与纵轴的交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值等于电源的内阻．
③根据原理图明确实物图连接，注意导线不能交叉．

解答 解：①由于电源是一节干电池（1.5V），所选量程为3V的电压表；估算电流时，考虑到干电池的内阻一般几Ω左右，加上保护电阻，最大电流在0.5A左右，所以选量程为0.6A的电流表；由于电池内阻很小，所以保护电阻不宜太大，否则会使得电流表、电压表取值范围小，造成的误差大；滑动变阻器的最大阻值一般比电池内阻大几倍就好了，取0～10Ω能很好地控制电路中的电流和电压，若取0～100Ω会出现开始几乎不变最后突然变化的现象．
②由图示电源的U-I图象可知，电源的电动势为：E=1.50V，
图象斜率的绝对值等于电源的内阻，内阻为：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5}{0.6}$=2.5Ω；
③根据原理图，依次将各元件连接即可，注意正负极及量程的选择；如图所示；

故答案为：①3；0.6；C；②1.50；2.5；③电路图如图所示．

点评 实验仪器的选择是考试中经常出现的问题，在学习中要注意掌握好其安全、准确的原则；同时注意滑动变阻器的电路中的应用规律．要掌握应用图象法求电源电动势与内阻的方法．