题目内容

9.在测定干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:
A.待测干电池(1节)    
B.电流表G(满偏电流1mA,内阻Rg=10Ω)   
C.电流表A(0~0.6A,内阻约为50Ω)    
D.电压表V(0~10V,内阻约为20KΩ)  
E.滑动变阻器R1(0~15Ω,2A)       
F.滑动变阻器R2(0~200Ω,1A)       
G.定值电阻R0(阻值990Ω)             
H.开关K与导线若干
(1)在实验中,为了操作方便且能够准确进行测量,滑动变阻器应选用R1(填“R1”或“R2”)
(2)根据题目提供的实验器材,请设计出测量干电池电动势和内阻的电路原理图,并画在如图方框内.
(3)如图为某同学利用上述设计实验电路测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数),则由此图线可以得到被测干电池的电动势E=1.47V,内阻r=0.833Ω.(结果保留三位有效数字)

分析 (1)根据干电池的电动势与电路最大电流选择电压表与电流表.
(2)根据所给实验器材与伏安法测电源电动势与内阻的原理作出实验电路图.
(3)求出图象的函数表达式,让根据表达式与图象求出电源电动势与内阻.

解答 解:(1)实验中电路中的电流应较大,故应选择总阻值较小的滑动变阻器R1;
(2)实验中没有电压表,可以用已知内阻的电流表G与定值电阻R0串联组成电压表测路端电压,电流表A测电路电流,实验电路图如图所示.

(3)根据实验电路图,由闭合电路欧姆定律得:E=I1(RG+R0)+I2r,
I1-I2图线的函数表达式应为:I1=$\frac{E}{{R}_{G}+{R}_{0}}$-$\frac{r}{{R}_{G}+{R}_{0}}$I2,
由图示图象可知,图象的截距b=$\frac{E}{{R}_{G}+{R}_{0}}$=1.47×10-3,
图象斜率的绝对值k=$\frac{r}{{R}_{G}+{R}_{0}}$=$\frac{1.47-1.05}{0.5}×1{0}^{-3}$=0.84×10-3,
解得电源电动势E=1.47V,内阻r=0.833Ω.
故答案为:(1)R1;(2)电路原理图如图所示;(3)1.47,0.833

点评 本题考查了实验器材的选择、设计实验电路图、求电源电动势与内阻,要掌握伏安法测电源电动势与内阻的原理,根据欧姆定律求出图象的函数表达式是正确求出电源电动势与内阻的关键.

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