Question

3．在测定电源的电动势和内阻的分组实验课后，教师拿出一个蓄电池，要求写出一个运用实验室现有器材、较准确测定其电源电动势的设计方案．（可借用别组的实验器材）
实验室每组备有下列器材：
A．待测蓄电池（电动势约为5V，内阻小于0.5Ω额定电流2A ）
B．电压表V（ 0～3V～15V．内阻大于1kΩ ）
C．电流表A（0～0.6A～3A，内阻小于0.5Ω ）
D．滑线变阻器R（0～10Ω，5A）
E．开关和导线若干
某小组同学的设计方案中，仅借用另外一组的一件实验仪器，就较准确测定了蓄电池的电源电动势．
（1）试在方框中画出该组的电路设计图，其中电压表量程3V，电流表量程为0.6A
（2）若测量中，电压表、电流表分别获得两组数据U₁、I₁、U₂、I₂，则E=$\frac{{{I_1}{U_2}-{I_2}{U_1}}}{{{I_1}-{I_2}}}$．

Answer 1

分析 根据要求满足安全性，准确性，方便操作的原则选择待选器材．在选择电压表和电流表时要求在不超过量程的前提下偏转角度尽量大些，由于电流表的内阻接近电源的内电阻，故将电压表接在电源和开关两侧可以减小误差．

解答 解：（1）待测的电源是电动势约2V，所以压表应选用0-3V，即A．为了读数准确，所以电流表应选用0-0.6A，即C．
（2）由于电流表的内阻接近电源的内电阻，故将电压表接在电源和开关两侧可以减小误差，为了实验安全和减小误差，需要接入保护电阻，所以本实验可以借用滑动变阻器来作为定值电阻使用；原理图如图：
若测量中，电压表、电流表分别获得两组数据U₁、I₁、U₂、I₂，
则E=U₁+I₁（R+r）  ①，
E=U₂+I₂（R+r）  ②
联立①②得：$E=\frac{{I}_{1}{U}_{2}-{I}_{2}{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$
故答案为：（1）电路如图所示3V；0.6A（2）$\frac{{{I_1}{U_2}-{I_2}{U_1}}}{{{I_1}-{I_2}}}$

点评 正确选择仪器是电学实验的经常考查的考点，测电动势和内电阻的实验高考可较多出现，但考查内容相对集中，主要是考查误差分析、电路的选择及数据的处理，应注意掌握基础知识．