Question

5．某同学要测量一节干电池的内阻，实验室能提供的器材如下：
待测干电池、
灵敏电流计G（满偏电流1mA）、
电流表A（0-0.6A）、
滑动变阻器R₁（0-15Ω，5A）、
滑动变阻器R₂（0-200Ω，1A）、
定值电阻R_o（约为几千欧）、
开关K、
导线若干．
（1）如图为该同学设计的电路图，图中①为电流表A，②为灵敏电流计G（选填二个电表）；
（2）滑动变阻器选择R₁；
（3）改变滑动变阻器阻值，①的读数从I₁变为I₁′，②的读数从I₂变为I₂′，则干电池的内阻r=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{2}′）{R}_{0}}{{I}_{1}′-{I}_{1}}$．

Answer 1

分析 （1）与滑动变阻器串联第二步是电流表，没有电压表，所以需要用灵敏电流计G和定值电阻串联，改装电压表；
（2）根据电源电动势和内阻选择滑动变阻器；
（3）根据闭合电路欧姆定律求解内阻．

解答 解：（1）图中①与滑动变阻器串联，为电流表A，由于没有电压表，所以需要用灵敏电流计G和定值电阻串联，改装电压表，所以②为灵敏电流计G，
（2）由于电源电动势较小，内阻也较小，所以滑动变阻器选择小量程的，即选R₁，
（3）根据闭合电路欧姆定律得：
E=I₂R₀+（I₁+I₂）r，
E=I₂′R₀+（I₁′+I₂′）r，
解得：r=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{2}′）{R}_{0}}{{I}_{1}′-{I}_{1}+{I}_{2}′-{I}_{2}}$，
由于定值电阻R₀的电阻比R₁大太多，则I₂′-I₂=0，则r=$\frac{（{I}_{2}-{I}_{2}′）{R}_{0}}{{I}_{1}′-{I}_{1}}$
故答案为：（1）电流表A，灵敏电流计G；（2）R₁；（3）$\frac{（{I}_{2}-{I}_{2}′）{R}_{0}}{{I}_{1}′-{I}_{1}}$

点评 正确选择仪器是电学实验的经常考查的考点；本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究