Question

6．在测一节干电池的电动势和内阻的实验中，备有下列器材：
A．待测干电池（电动势约为1.5V，内阻约为4Ω）
B．电压表V₁（量程0～2V，内阻约为2000Ω）
C．电压表V₂（量程0～6V，内阻约为6000Ω）
D．电阻箱R₁（最大电阻99.9Ω，额定电流1A）
E．滑动变阻器R₂（最大电阻20Ω，额定电流2A）
F．开关一个，导线若干

（1）为方便且能较准确地进行测量，电压表应选择B（填写器材前面的字母），电阻箱或滑动变阻器应选择D（填写器材前面的字母）．
（2）请在图1所给虚线框内画出利用所选器材测干电池的电动势和内阻的实验电路图．
（3）某同学在实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据，对所得数据进行处理后，在坐标纸上作出了如图2所示图线．由图线得出：干电池的电动势E=1.4V，内阻r=3.3Ω．（结果保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）实验中要能保证安全和准确性，根据干电池的电动势可选出电压表；本实验中采用电压表及电阻箱测量电动势和内电阻；故只能选用电阻箱；
（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．

解答 解：（1）由题意可知，电源电动势为1.5V，则电压表应选B；
由于题目中没有给出电流表，故只能用电阻箱和电压表配合，故只能选取电阻箱；故选D；
（2）本实验中采用伏阻法测量，故将电阻箱串联在电源两端，电压表并联，原理图如下图；

（3）由闭合电路欧姆定律可知，U=$\frac{E}{R+r}$，变形得：$\frac{1}{R}$=$\frac{E}{r}$$\frac{1}{U}$$\frac{1}{r}$，
由图象图象的截距表示内电阻的倒数，故r=$\frac{10}{3}$=3.3Ω；
斜率等于k=$\frac{E}{r}$=$\frac{0-（-0.3）}{0.7}$=$\frac{3}{7}$，
解得：E=1.4 V
故答案为：（1）B，D；（2）如图所示；（3）1.4，3.3．

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．