Question

18．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內阻的實驗中，備有下列器材：
A．電池E（電動勢約為1.5V、內阻約為1.0Ω）
B．電流表A₁（滿偏電流3mA，內阻R₄=10Ω）
C．電流表A（0～0.6A，內阻0.1Ω）
D．定值電阻器R₃=990Ω
E．滑線變阻器R₁（0-10Ω、10A）
F．滑動變阻器R₂（0-100Ω、10A）
G．開關，導線若干
（1）為方便且能較準確地進行測量，其中應選用的滑線變阻器是R₁．（選填“R₁”或“R₂”）
（2）設計的實驗電路如圖，并已在圖中標上所選用器材的符號；當流過電流表G的電流為I₁=1.25mA時，電源兩端的電壓U=1.25V
（3）如圖2為某一同學根據他所設計的實驗給出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表G的示數，I₂為電流表A的示數），由圖線可求得被測電池的電動勢E=1.46V，內阻r=0.84Ω．

Answer 1

分析 （1）為方便實驗操作，應選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據電流表示數應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出電壓．
（3）根據實驗電路求出圖象的函數表達式，然后根據圖象求出電源電動勢與內阻．

解答 解：（1）為方便實驗操作，滑動變阻器應選擇R₁．
（2）由圖示電路圖可知，電流表G與電阻R₃串聯(lián)組成電壓表，電壓表測路端電壓，電源兩端電壓為：
U=I₁（R₄+R₃）=0.00125×（10+990）=1.25V；
（3）由圖乙所示實驗電路可知，在閉合電路中有：
E=I₁（R₄+R₃）+I₂r，I₁=$\frac{E}{{R}_{4}+{R}_{3}}$-$\frac{r}{{R}_{4}+{R}_{3}}$I₂，
由圖象可知，圖象的截距為：b=1.46×10^-3=$\frac{E}{{R}_{4}+{R}_{3}}$=$\frac{E}{10+990}$=$\frac{E}{1000}$，
則電源電動勢為：E=1.46V；
圖象斜率為：k=$\frac{r}{{R}_{4}+{R}_{3}}$=$\frac{r}{1000}$=$\frac{△{I}_{1}}{△{I}_{2}}$=$\frac{1.46×1{0}^{-3}-1.0×1{0}^{-3}}{0.55}$≈0.84，
電源內阻為：r=0.84Ω；
故答案為：（1）R₁；（2）1.25；（3）1.46；0.84．

點評 在應用圖象法處理實驗數據求電源電動勢與內阻時，要根據實驗電路與實驗原理求出圖象的函數表達式，然后求出電源電動勢與內阻．