Question

8．要精確測(cè)量一個(gè)直流電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，給定下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約為4.5V，內(nèi)阻約為2Ω）
B．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻未知）
C．電壓表V₁（量程15V，內(nèi)阻為R_V1=3kΩ）
D．電壓表V₂（量程3V，內(nèi)阻為R_V2=2kΩ）
E．定值電阻R₁=500Ω
F．定值電阻R₂=2000Ω
G．滑動(dòng)變阻器R（阻值范圍0～20Ω）
H．開關(guān)及導(dǎo)線

（1）該實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選D（填選項(xiàng)前面的序號(hào)），定值電阻應(yīng)選F（填選項(xiàng)前面的序號(hào)）．
（2）在圖1方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖2所示的U-I圖象，則在修正了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差后，干電池的電動(dòng)勢(shì)E=3.0V，內(nèi)電阻r=1.0Ω．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)中要能保證安全和準(zhǔn)確性選擇電表；
（2）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用電流表和電壓表聯(lián)合測(cè)量，電壓表采用3V量程和定值電阻串聯(lián)充當(dāng)；由實(shí)驗(yàn)原理可得出電路原理圖；
（3）由原理利用閉合電路歐姆定律可得出表達(dá)式，由數(shù)學(xué)關(guān)系可得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

解答 解：（1）電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5V，則給定電壓表中15V量程過(guò)大，無(wú)法正確測(cè)量；而3V量程較小，故應(yīng)將3V量程與定值電阻F串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，量程可以達(dá)到6V，符合題目要求；
（2）實(shí)驗(yàn)電路采用基本串聯(lián)電路即可，電壓表使用3V量程和F串聯(lián)；原理圖如圖所示；
（3）電壓實(shí)際值為電壓表示數(shù)的2倍，則由U-I圖可知，電源的電動(dòng)勢(shì)E=2×1.5=3.0V；由圖可知，短路電流為3A；
則內(nèi)電阻r=$\frac{E}{{I}_{短}}$=$\frac{3.0}{3}$Ω=1.0Ω
故答案為：（1）D　F
（2）如圖所示
（3）3.0　1.0．

點(diǎn)評(píng) 本題為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在解題時(shí)應(yīng)注意明確實(shí)驗(yàn)的原理；并且要由實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合閉合電路歐姆定律得出表達(dá)式，由圖象得出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．