Question

9．为了测定一节干电池的电动势和内电阻，现准备了下列器材：
①待测干电池E（电动势约1.5V，内阻约1.0Ω）
②电流表G（满偏电流3.0mA，内阻为10Ω）
③安培表A（量程0～0.60A，内阻约为0.1Ω）
④滑动变阻器R₁（0～20Ω，2A）
⑤滑动变阻器R₂（0～1000Ω，1A）
⑥定值电阻R₃=990Ω
⑦开关和导线若干
（1）为了能尽量准确地进行测量，也为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是④．
（2）在图甲所示的方框中画出实验电路原理图，并注明器材代号；
（3）图乙所示为某同学根据正确的电路图作出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为安培表A的示数），由该图线可求出被测干电池的电动势E=1.5V，内电阻r=0.78Ω．（结果均保留两位有效数字）

Answer 1

分析 1、解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读
2、在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器；
所给实验器材中，有两个电流表，没有电压表，也没有电阻箱，只能用伏安法测电池电动势与内阻，可以用电流表与定值电阻组装一个电压表，根据伏安法测电源电动势与内阻的原理作出电路图．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电源电动势为1.5V较小，电源的内阻较小，为多次几组实验数据，方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器，因此滑动变阻器应选R₁，即选4．
②上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G与定值电阻R₃串联，改装成电压表，
用电流表A测电路电流，滑动变阻器R₁串联接入电路，实验电路图如图所示．

③将I₁-I₂图线延长，与两坐标轴有交点．

根据欧姆定律和串联的知识得电源两端电压为：U=I₁（999+10）=1009I₁，
根据图象与纵轴的交点得电动势为：E=1.47mA×1009Ω=1.5V，
与横轴的交点可得出路端电压为1.0V时电流是0.62A，
由闭合电路欧姆定律E=U+Ir可得，电源内阻：r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.5-1.0}{0.62}$≈0.78Ω；
故答案为：①d；②如图；③1.5，0.78

点评 1、对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量．
2、本题中考查测定电动势和内电阻实验中的数据处理，本题中要注意单位的正确换算；同时注意正确列出表达式，找出规律．