Question

2．某實(shí)驗(yàn)小組把滿偏電流I_g=2.00mA的電流表改裝成量程為2V的電壓表，再用此電壓表測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．具體做法如下：
（1）改裝電壓表的電路如圖a所示，其中為要改裝的毫安表，V是量程為2V的標(biāo)準(zhǔn)電壓表，R₁為滑動(dòng)變阻器，R₂為電阻箱，S₁、S₂為開關(guān)，E為兩節(jié)干電池串成的電源．請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)步驟：
①將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)至左端（填“左”或“右”），電阻箱R₂的阻值調(diào)至最大；
②斷開開關(guān)S₂，閉合開關(guān)S₁；
③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，使標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)為2.0V；
④閉合開關(guān)S₂調(diào)節(jié)電阻箱R₂的阻值，使毫安表指針接近滿偏，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)會(huì)減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”）；
⑤多次重復(fù)步驟③④，直至標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)為2.0V，同時(shí)毫安表指針滿偏．
（2）圖b為測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖，待測(cè)電源E′的電動(dòng)勢(shì)約為2.0V，R₀為1.0歐姆的保護(hù)電阻．閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱R的阻值，讀取毫安表的示數(shù)，多次改變電阻箱R的阻值，得到多組數(shù)據(jù)（如表），根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在所給的坐標(biāo)系中作出圖象，由圖象可知電源的電動(dòng)勢(shì)E′為2V，r′為1Ω．

外電阻$\frac{1}{R}$（Ω-1）	電流$\frac{1}{I}$（mA-1）
1.00	1.50
0.50	1.00
0.25	0.75
0.17	0.67
0.13	0.62

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，為保護(hù)電路安全，閉合開關(guān)前滑片要置于分壓電路分壓為零的位置；根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分度電壓表示數(shù)如何變化；
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象；根據(jù)圖示電路圖，應(yīng)用歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)函數(shù)表達(dá)式求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答 解：（1）①由圖示電路圖可知，滑動(dòng)變阻器采用分壓接法，為保護(hù)電路安全，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭調(diào)至左端，電阻箱R₂的阻值調(diào)至最大；
④閉合開關(guān)S₂調(diào)節(jié)電阻箱R₂的阻值，電阻箱與電壓表并聯(lián)，電路總電阻電阻變小，干路電流變大，電壓表并聯(lián)部分電路分壓變小，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)會(huì)減小；
⑤多次重復(fù)步驟③④，直至標(biāo)準(zhǔn)電壓表的讀數(shù)為2.0V，同時(shí)毫安表指針滿偏．
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：

2mA的電流表改裝成2V的電壓表，電壓表內(nèi)阻為：$\frac{2V}{0.002A}$=1000Ω，電壓表示數(shù)：U=1000×0.001I=I，
由圖b所示電路圖可知，電源電動(dòng)勢(shì)：E=U+$\frac{U}{R}$（r+R₀），則：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{1}{R}$$\frac{r+{R}_{0}}{E}$，
已知：U=I，則：$\frac{1}{I}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{1}{R}$$\frac{r+{R}_{0}}{E}$，
由圖示圖紙可知：b=0.5=$\frac{1}{E}$，解得：E=2V，k=$\frac{△\frac{1}{I}}{△\frac{1}{R}}$=$\frac{1.5-0.5}{1}$=1=$\frac{r+{R}_{0}}{E}$，r=kE-R₀=1×2-1=1Ω；
故答案為：（1）①左；④減��；⑤2.0V；（2）2；1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象與函數(shù)表達(dá)式可以求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，要掌握?qǐng)D象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．