题目内容

12．某同学利用下列所给器材测量某电源的电动势E和内阻r．
A．电流表G1（内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=2mA）
B．电流表G2（量程20mA，内阻为3Ω）
C．滑动变阻器R1（0～1000Ω） 
D．电阻箱R2 （0～9999.9Ω）
E．待测电源（电动势E约4V，内阻r约200Ω）
F．开关S，导线若干

（1）实验中用电流表G1改装成量程0～4V的电压表，需串联（选填“串联”或“并联”）一个阻值为1985Ω的电阻；
（2）用改装成的电压表和电流表G2测量该电源的电动势和内阻，为尽量减小实验的误差，请在图1虚线方框中画出实验电路图；
（3）该同学实验中记录的6组数据如表，试根据表中数据在图2的坐标纸上描点画出U-I图线；由图线可得，该电源的电动势E=3.8V，内电阻r=190Ω；
I/mA4.05.08.010.012.014.0
U/V3.042.852.301.901.501.14

分析 （1）电流表改装成电压表要串联分压电阻，串联的阻值为R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-Rg，U为改装后的量程．
（2）根据伏安法测电源电动势与内阻的原理作出电路图．
（3）应用描点法作图作出U-I图象；电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源的电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻．

解答 解：（1）改装成电压表要要串联电阻，串联的阻值为R：R=$\frac{U}{{I}_{g}}$-Rg=$\frac{4}{2×1{0}^{-3}}$-15Ω=1985Ω，应串联1985Ω的电阻；
（2）电流表G1与电阻箱R2串联组装成电压表，电压表测路端电压，由于水果电池内阻较大，相对于电源来说，电流表可以采用内接法，电路图如图所示．

（3）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出电源的U-I图象如图所示；

由电源的U-I图象可知，电源电动势：E=3.8V，内阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{3.8-1.0}{15×1{0}^{-3}}$=190Ω（185Ω～194Ω均正确）．
故答案为：（1）串联；1985；（2）电路图如图所示；（3）图象如图所示；3.8；190．

点评 本题考查了把电流表改装为电压表、测电源电动势与内阻问题，把电流表改装为电压表，要串联一个大电阻；要掌握应用图象法处理实验数据的方法．

练习册系列答案
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