Question

15．实验室中准备了下列器材：
待测干电池（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω），电流表G（满偏电流1.5mA，内阻10Ω）电流表A（量程0～0.60A，内阻约0.10Ω），滑动变阻器R₁（0～20Ω，2A）滑动变阻器R₂（0～100Ω，1A），定值电阻R₃=990Ω，开关S和导线若干

①某同学选用上述器材（滑动变阻器只选用了一个）测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是R₁．（填代号）
②请在如图1方框中画出他的实验电路图．
③如图2为该同学根据实验数据作出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），由该图线可得：被测干电池的电动势E=1.46V，内阻r=0.76Ω．

Answer 1

分析 ①滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，要求所用滑动变阻器能得出多组数据，并且应易于调节；
②本实验中只需得出流过电源的电流及电源的路端电压即可，分析给出的仪器可知电路的接法及电表的使用；
③由闭合电路欧姆定律可得出与题目中给出仪器有关的表达式，再由数学规律可得出电动势和内电阻．

解答 解：①滑动变阻器应起到明确的调节作用，并且还要易于调节，故一般限流接法时，滑动变阻器比内阻约为10倍左右即可，故本题中应选R₁  
②本题中表头可与定值电阻串联作为电压表使用，再将滑动变阻顺与电流表A串接在电源两端即可；如下图

③由闭合电路欧姆定律可得：
I₁（R₃+R_A）=E-I₂r
变形得：I₁=$\frac{E}{{R}_{3}+{R}_{A}}$-$\frac{r}{{R}_{3}+{R}_{A}}$I₂；
由数学知可得：图象中的k=$\frac{r}{{R}_{3}+{R}_{A}}$；b=$\frac{E}{{R}_{3}+{R}_{A}}$；
由图可知：b=1.46；k=$\frac{1.4-1.1}{0.5-0.1}$=0.76×10^-3；
故解得：E=1.46V，r=0.76Ω
故答案为：①R₁； ②如下图；③1.46，0.76．

点评 本题要注意电路中采用的是安安法测电动势和内电阻，其本质就是用其中的表头改装电压表；另外在解题时要注意一些细节，如图象中的纵坐标不是从零开始变化的，并且其单位为mA等，都应细心观察．