Question

19．某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：
A．被测干电池一节
B．电流表1：量程0～0.6A，内阻r=0.3Ω
C．电流表2：量程0～0.6A，内阻约为0.1Ω
D．电压表：量程0～3V，内阻未知
E．滑动变阻器1：0～10Ω，2A
F．滑动变阻器2：0～100Ω，1A
G．开关、导线若干
伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差，在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻．
（1）在上述器材中请选择适当的器材（填写器材前的字母）：电流表选择B，滑动变阻器选择E．
（2）实验电路图应选择图中的甲（填“甲”或“乙”）；
（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-I图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E=1.5V，内电阻r=0.70Ω（结果保留两位有效数字）．

（4）如图丁、戊读数游标卡尺1.060cm  螺旋测微器1.773mm．

Answer 1

分析 （1）实验中要能保证安全和准确性选择电表；
（2）本实验应采用电阻箱和电压表联合测量，由实验原理可得出电路原理图；
（3）由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式，由数学关系可得出电动势和内电阻．
（4）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是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．

解答 解：（1）由于B电流表中内阻已知，因此可以利用相对电源的电流表内接法测量准确测量内阻，故电流表应选择B；
由于内阻较小，因此为了便于控制调节，滑动变阻器应选择总阻值较小的E；
（2）因电流表内阻已知，故可以采用相对电源的内接法进行测量，故应选择甲电路图；
（3）根据U=E-Ir以及U-I图可知，电源的电动势E=1.50V；
内电阻r=$\frac{△U}{△I}$-R_A=$\frac{1.5-1.0}{0.5}$-0.3=0.7Ω；
（4）游标卡尺的固定刻度读数为10mm=0.9cm，游标尺上第12个刻度游标读数为：0.05×12mm=0.60mm=0.060cm，所以最终读数为：1.0cm+0.060cm=1.060cm．
螺旋测微器的固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为0.01×27.3mm=0.273mm，所以最终读数为：1.5mm+0.273mm=1.773mm，
故答案为：（1）B；E；（2）甲；（3）1.5；0.70；（4）1.060；1.773．

点评 本题为设计性实验，在解题时应注意明确实验的原理；并且要由实验原理结合闭合电路欧姆定律得出表达式，由图象得出电动势和内电阻．