Question

11．在一次课外实践活动中，某课题研究小组收集到数码相机、手机等电子产品中的一些旧电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子元件．现从这些材料中选取两个待测元件，一是电阻R₀（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）．在操作台上还准备了如下实验器材：
A．电压表（量程4V，电阻RV约为4.0kΩ）
B．电流表A₁（量程100mA，内阻不计）
C．电流表A₂（量程2mA，内阻不计）
D．滑动变阻器R₁（0～2kΩ，额定电流0.1A）
E．电阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．开关S一只，导线若干．

（1）为了测定电阻R₀的阻值，小组的一位成员设计了如图1所示的电路原理图，所选取的相应器材（电源用待测的锂电池）均标在图上，其器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样调整？
（2）如果在实际操作过程中，发现滑动变阻器R₁、电压表已损坏，用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r．
①请你在图2方框中画出实验电路原理图（标注所用器材符号）；
②该实验小组的同学在实验中取得多组数据，然后作出如图3所示的线性图象处理数据，则电源电动势为3.5V，内阻为7Ω

Answer 1

分析 （1）根据闭合电路欧姆定律，估算出电路中电流的范围，从而得到电流表量程偏大．
（2）①滑动变阻器可以用电阻箱替换，由于电阻箱的电阻可以直接读出，因而可以不用电压表；
②先推导出电阻R与电流关系的一般表达式，然后结合图象得到数据．

解答 解：（1）根据闭合电路欧姆定律，当滑动变阻器短路时，电流为：I=$\frac{E}{{R}_{0}+r}$=$\frac{3.7}{r+2000}$，内阻较小，故I约为1.8mA； 故用电流表A₁ 量程太大，读数不准确；
故答案为：用A₂替换A₁ ．
（2）①可以采用电流表和电阻箱串联的方式进行测量；原理图如图所示

②根据闭合电路欧姆定律，电流的表达式为：I=$\frac{E}{r+{R}_{2}}$，则：$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$r+$\frac{{R}_{2}}{E}$；
结合图象可以得到：r=7Ω，E=3.5V
故答案为：（1）用A₂替换A₁；（2）①如图所示；②3.5；7

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验，要注意明确实验中仪表的选择，注意分析电路的大致范围；而电压的量程应略大于最大值即可；同时注意测量电动势和内阻实验中电路的选择方法．