Question

12．为了测定一节干电池的电动势和内阻，某实验小组按图（甲）所示的电路图连好实验电路，合上开关，电流表和电压表的读数正常，当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时，发现电流表的示数逐渐增大，而电压表的示数接近1.5V且几乎不变，直到当滑片滑至临近B端时电压表的示数急剧变化，这种情况很难读出数值分布均匀的几组不同的电流值、电压值．
（1）出现上述情况的原因是滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分太短．改进方法是选择阻值更小的滑动变阻器．
（2）改进后，测出几组电流、电压的数值，并画出如图（乙）所示的图象，由图象可知，这个电池的电动势E=1.48V，内阻r=2.4Ω．
（3）请完成该实验的实物连线．

Answer 1

分析 滑动变阻器串联在电路中，电压表测量滑动变阻器电压，刚开始滑动触头P由A端向B端逐渐滑动时，电压表的示数几乎不变，说明随着电阻的变小，滑动变阻器的电阻占整个电路电阻的比例变化不大，直到当滑动触头P滑至临近B端时，电压表的示数急剧变化，说明滑线变阻器的总电阻太大；根据原理图连接实物图即可．

解答 解：（1）滑动变阻器串联在电路中，电压表测量滑动变阻器电压，刚开始滑动触头P由A端向B端逐渐滑动时，电压表的示数几乎不变，说明随着电阻的变小，滑动变阻器的电阻占整个电路电阻的比例变化不大，直到当滑动触头P滑至临近B端时，电压表的示数急剧变化，说明滑线变阻器的总电阻太大，
所以原因是：滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短，
改进方法为：选择阻值更小的滑动变阻器  
（2）U-I图象的纵轴截距表示电源的电动势，故E=1.48V，内电阻等于图线的斜率，故
r=$\frac{1.48-1.0}{0.2}$=2.4Ω
（3）根据原理图可知电路结构，根据题意可知，测量一节干电池的电动势；故电压表应选择3V量程；电流表选择0.6A；故实物图如图所示；
故答案为：（1）滑动变阻器阻值太大，有效使用的部分短；选择阻值更小的滑动变阻器；
（2）1.48；2.4（3）如图所示

点评 测定电源的电动势和内电阻是高中阶段电学实验考查的重点，是近几年各地高考题目的出题热点，本题突出了对于实验原理、仪器选择及U-I图象处理等多方面内容的考查，题目层次源于课本，凸显能力，体现创新意识，侧重于对实验能力的考查．