Question

5．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0）
B．电流表G（量程0～3mA，内阻R_g1=10Ω）
C．电流表A（量程0～0.6A，内阻R_g2=0.1Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．滑动变阻器R₂（0～200Ω，1A）
F．定值电阻R₃（990Ω ）
G．开关和导线若干

（1）为方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是D（填写器材前的序号）．
（2）请画出利用本题提供的器材设计测量电池电动势和内阻的电路图如图1．
（3）如图2示为某同学根据他所设计的实验数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数，且I₂的数值远大于I₁的数值）．则由图线可得被测电池的电动势E=1.5V，内阻r=0.89Ω．（计算结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．
（2）根据实验原理明确原理图；
（3）根据欧姆定律和串联的知识求出I₁和电源两端电压U的关系，根据图象与纵轴的交点求出电动势，由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流，则可求得内阻．

解答 解：（1）因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小．滑动变阻器应选D，
（2）本实验中没有电压表，故应采用电流表G及定值电阻串联充当电压表使用，滑动变阻器与电流表串联；答案如图所示；
（3）图象与纵轴的交点得最大电流为1.5mA．
根据欧姆定律和串联的知识得
电源两端电压U=I₁（990+10）=1000I₁，
根据图象与纵轴的交点得电动势E=1.48mA×1000Ω=1.5V
与横轴的交点可得出路端电压为1.1V时电流是0.45A；
r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.1}{0.45}$=r=0.89Ω；

故答案为：（1）D；（2）如图；（3）1.5；0.89．

点评 在测量电源电动势和内阻时，要注意根据画出的U-I图象分析出电动势及内阻的方法．