Question

2．某同学需要测定某干电池的电动势和内电阻．已知干电池的电动势约为1.5V，内阻小于4Ω；电压表（量程0一2V，内阻约3kΩ）、电流表（量程0～0.6A，内阻约1.0Ω）、滑动变阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只．

（1）实验中滑动变阻器应选用R₁（填“R₁”或“R₂”）．
（2）在甲图的方框中画出实验电路图．
（3）根据实验中测得多组电压和电流值，在U-I图象中描点得到的如图乙所示，由图可求出该电源电动势E=1.5V；内阻r=1.25Ω．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器在电路中起到保护电路并调节电流作用，在限流接法中取比内电阻大10左右即可．过大则难以调节；过小起不到应有的调节作用．
（2）运用伏安法测量干电池的电动势和内电阻，由于内阻较小，采用电流表外接法连接电路．
（3）由闭合电路欧姆定律可得出电压与电流的关系，结合数学关系可知图象的斜率表示内阻，与纵坐标的交点表示电源的电动势．

解答 解：（1）由题意可知，电源的内阻小于4Ω，故为了易于调节，准确测量，还有R₂额定电流只有0.1A，很容易烧坏，所以滑动变阻器应选小电阻R₁ ．
（2）运用伏安法测量干电池的电动势和内电阻，由于内阻较小，采用电流表外接法连接电路：

（3）根据表中描出的点，作出U-I图象如图所示：

由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir；
即电动势与电流成一次函数关系，由数学知识可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势；
图象的斜率表示内源内电阻；
故由图可得电动势为：E=1.5V，r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.4}$=1.25Ω
故答案为：（1）R₁；（2）电路图如图所示；（3）1.5；1.25．

点评 测电动势和内电阻实验的考查中，一定会考到数据的处理； 因此要掌握好此实验的图象法分析电动势和内电阻的方法．