Question

14．為了測量一電動勢約為2V、內阻約0.1Ω蓄電池的電動勢和內阻．實驗室提供了下列器材：
A．電壓表（0～15V，內阻約為30kΩ）；  
B．電流表A₁（0～0.6A，內阻r₁約為2Ω）；
C．電流表A₂（0～20mA，內阻r₂=10Ω）；   
D．滑動變阻器R₁（0～10Ω，2A）；
E．滑動變阻器R₂（0～100Ω，0.5A）；     
F．阻值為1Ω的標準定值電阻R₀；
G．定值電阻R=90Ω；        
H．開關1只，足量導線．
①為了使電動勢和內阻的測量盡可能準確，實驗時滑動變阻器應選R₁．（填寫器材的定母代號）
②在如圖1虛線框中畫出實驗原理電路圖．（在圖上標出所用器材的字母符號）
③根據(jù)實驗中測得數(shù)據(jù)作出的I₂I₁圖象如圖2所示，由此可得：電源電動勢E=2.0V，電源的內阻r=0.20Ω．

Answer 1

分析 將電流表A₂串聯(lián)一個電阻，可以改裝成較大量程的電壓表，采用較小最大值的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減�。�根據(jù)閉合回路歐姆定律列出等式求解電動勢和內阻．

解答 解：①上述器材中電壓表量程較大，不利于讀數(shù)，但給出了兩個電流表，將電流表A₂串聯(lián)一個電阻R，可以改裝成較大量程的電壓表．
采用較小最大值的滑動變阻器，有利于數(shù)據(jù)的測量和誤差的減�。�滑動變阻器應選R₁．
②標準定值電阻R₀作為保護電阻應用到電路中，實驗原理電路圖：

③根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=I₂（R+R_A2）+I₁（r+R₀），
I₂=$\frac{E}{R{+R}_{A2}}$-$\frac{r{+R}_{0}}{R{+R}_{A2}}$I₁
根據(jù)實驗中給出的I₂-I₁圖象如圖3所示，圖線的斜率表示$\frac{r}{R{+R}_{A2}}$，縱軸截距為$\frac{E}{R{+R}_{A2}}$，
由此結合圖線可求出：E=20mA×（90+10）Ω=2.0V，
從I₂-I₁圖象中可以找出圖象的斜率為：k=0.012
r=100k-R₀=1.20-1=0.20Ω
故答案為：①R₁；②如圖；
③2.0，0.20

點評 本題為測量電源的電動勢和內電阻的實驗的變形，注意由于沒有電壓表，本實驗中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表，再根據(jù)原實驗的研究方法進行分析研究，注意數(shù)據(jù)處理的方法．