Question

18．某同学要测量一电池的电动势和内阻，实验器材有一个电阻箱、一个开关、导线若干和一个自行设计的多用电表．该多用电表的内部结构原理如图1所示，其电流表的量程分别为100mA和1A．

（1）该同学先将选择开关S接“5”，用这个多用电表粗测电池的电动势，则他应该用B表笔连接电池的负极（填“正”或“负”）．
（2）接下来该同学使用多用电表的电流档（内阻不计），采用如图2所示的电路进行实验，并得到了表格中数据：

实验次数	1	2	3	4	5
R/Ω	2	4	6	8	10
I/A	0.83	0.46	0.31	0.24	0.19
（1/I）A-1	1.20	2.19	3.20	4.21	5.20
（1/R）Ω-1	0.50	0.25	0.17	0.13	0.10

根据表格中数据可知，该同学实验时，多用电表的档位选择开关应接1（填“1”或“2”）
（3）根据表中提供的实验数据，若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作B图象．
A．I-R  B.$\frac{1}{I}$-R  C．I-$\frac{1}{R}$  D.$\frac{1}{I}-\frac{1}{R}$
（4）根据这些实验数据，在图3坐标纸上做出适当的图线，由做出的图线可知，该电池的电动势是2.3V，内电阻为0.69Ω．

Answer 1

分析 由电路图可知，电阻R₀与电阻箱R串连接入电路，根据闭合电路欧姆定律列式，然后进行公式变形，得到$\frac{1}{I}$-R关系式，结合图象分析可得出电源的电动势及内电阻．

解答 解：（1）由图可知，B接内部电源的正极处，说明B是黑表笔，故在测电源时，B表笔应接电源的负极；
（2）由表中数据可知，电流表选择1A量程，故表头应并联一个小电阻；故采用先将表头与一电阻串联后，再并联一个小电阻的方式；故应接1；
（3）由闭合电路欧姆定律可知：
I=$\frac{E}{R+r}$
为了得出直线，应将公式变形为：
$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}+\frac{1}{E}•R$；
故应做出$\frac{1}{I}$-R 图象；故选：B；
（4）由表达式可知：截距$\frac{r}{E}$=0.3；
斜率k=$\frac{1}{E}$=$\frac{4.7-0.7}{9}$=2.3V；
解得：E=2.3V；r=0.69Ω；
故答案为：（1）负 （2）1      （3）B   
（4）2.3；0.69；

点评 本题涉及测定电源电动势和内电阻的实验原理及具体操作，虽然最后的图象处理不是用的伏安法，但都可以用闭合电路欧姆定律列式分析，作出直线图象是关键．