Question

6．在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：
①干电池E（电动势约为1.5V、内电阻大约为1.0Ω）       
②电压表V（0～15V）
③电流表A（0～0.6A、内阻约0.1Ω）   
④电流表G（满偏电流3mA、内阻R_g=10Ω）
⑤滑动变阻器R₁（0～100Ω、1A）    
⑥滑动变阻器R₂（0～10Ω、10A）
⑦定值电阻R₃=990Ω               
⑧开关、导线若干

（1）为了方便且能较准确地进行测量，其中应选用的滑动变阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）
（2）请在图1线框内画出你所设计的实验电路图，并在图中标上所选用器材的符号．
（3）如图2为某一同学根据他设计的实验方案绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），由图线可求得被测电池的电动势E=1.46V，内电阻r=0.84Ω．

Answer 1

分析 （1）为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据所给实验器材与伏安法测电源电动势与内阻的原理选择实验器材．
（3）根据实验电路求出图象的函数表达式，然后根据图象求出电源电动势与内阻．

解答 解：（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择R₁．
（2）没有电压表，应该用电流表G与电阻R₃串联组成电压表，电压表测路端电压，
用电流表A₂测电路电流，电路图如图所示；
（3）由图乙所示实验电路可知，在闭合电路中：E=I₁（R_A1+R₃）+I₂r，I₁=$\frac{E}{{R}_{A1}+{R}_{3}}$-$\frac{r}{{R}_{A1}+{R}_{3}}$I₂，?
由图象可知，图象的截距：b=1.46×10^-3=$\frac{E}{{R}_{A1}+{R}_{3}}$=$\frac{E}{20+980}$=$\frac{E}{1000}$，则电源电动势E=1.46V；
图象斜率：k=$\frac{r}{{R}_{A1}+{R}_{3}}$=$\frac{r}{1000}$=$\frac{△{I}_{1}}{△{I}_{2}}$=$\frac{1.46×1{0}^{-3}-1.0×1{0}^{-3}}{0.55}$≈0.84，电源内阻r=0.84Ω；
故答案为：（1）R₂；（2）如图所示；（3）1.46；0.84

点评 在应用图象法处理实验数据求电源电动势与内阻时，要根据实验电路与实验原理求出图象的函数表达式，然后求出电源电动势与内阻．