Question

16．物理兴趣小组测量一摄像机电池的电动势和内阻．已知该电池电动势约为8V，内阻约1Ω，实验室备有下列器材：
A．电流表（量程0.6A，内阻为3Ω）
B．电压表（量程3V，内阻为3kΩ）
C．电压表（量程30V，内阻为30kΩ）
D．定值电阻R₁=500Ω
E．定值电阻R₂=5000Ω
F．滑动变阻器（阻值范围0～30Ω）
G．开关及导线
①该实验中电压表应选B．（填所选器材前的字母序号）
②在方框中画出实验电路图，并对所选器材进行标注．
③正确连好电路后，将滑动变阻器打到某一位置，读出此时电压表示数为U，电流表示数为I，不计通过电压表的电流对电路的影响，则电池电动势和内阻间的关系式为E=$\frac{8U}{3}+Ir$．
（4）根据实验测得的多组U、I数据，原点坐标为（0，0），某斜率的绝对值等于k，在纵轴的截距等于a，不计电压表的电流对电路的影响，则该电池的电动势表达式为E=$\frac{8a}{3}$，内阻表达式为r=$\frac{8k}{3}$．

Answer 1

分析 ①根据给出的仪表可明确电表的选择；
②利用改装后的电压表进行测量电压，电流表测量电流即可明确电动势和内电阻；
③根据改装原理可明确路端电压，再根据闭合电路欧姆定律可求得表达式；
④根据闭合电路欧姆定律和图象的性质可求出电源的电动势和内电阻．

解答 解：①电源的电动势为8V，C表量程为30V，无法正确测量；题目中给出了定值电阻，故可以采用电表的改装方法进行测量；故可以选电压表B；
②电压表选用B和R₂串联后充当，再采用电流表和滑动变阻器串联的方式即可，原理图如图所示；
③根据改装原理可知，改装后的电压值U_串=$\frac{3k+5K}{3}U$=$\frac{8}{3}$U；
则由闭合电路欧姆定律可知：E=U_串+Ir=$\frac{8U}{3}$+Ir；
④根据图象规律可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故E=$\frac{8a}{3}$；
图象的斜率表示内电阻，故r=$\frac{8k}{3}$；
故答案为：①B；
②如图所示；
③$\frac{8U}{3}$+Ir；
④$\frac{8a}{3}$；$\frac{8k}{3}$

点评 本题考查电源的电动势和内电阻的测量实验，要注意结合电表的改装原理解决电流表量程不足的情况，并能正确分析图象的性质，根据图象求解电动势和内电阻．