Question

3．某興趣小組正在做測量廢電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗，現(xiàn)有以下器材：
A．干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0Ω）
B．電壓表V₁（0～3V）
C．電壓表V₂（0～15V）
D．電流表A₁（0～0.6A、內(nèi)阻0.1Ω）
E．電流表A₂（0～3A、內(nèi)阻10Ω）
F．滑動變阻器R₁（0～10Ω、10A）
G．滑動變阻器R₂（0～100Ω、1A）
H．開關(guān)、導(dǎo)線若干
（1）為了方便且能較準確地進行測量，其中應(yīng)選用的滑動變阻器是R₁（填寫R₁或R₂ ）電壓表應(yīng)選取V₁（填寫V₁或V₂），電流表應(yīng)選A₁（填寫A₁或A₂）．
（2）請在如圖1的線框內(nèi)畫出你所設(shè)計的實驗電路圖，并在圖中標上所選用器材的符號：

（3）如圖2所示為某一同學根據(jù)他設(shè)計的實驗，繪出的U-I圖線（U為電壓表的示數(shù)，I為電流表的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E=1.47V，內(nèi)電阻r=0.80Ω．（內(nèi)阻保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的儀器可進行選擇；注意電壓表量程過大；為方便實驗操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)所給實驗器材與伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理選擇實驗器材．
（3）根據(jù)實驗電路求出圖象的函數(shù)表達式，然后根據(jù)圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻．

解答 解：（1）滑動變阻器起調(diào)節(jié)電路作用，若總電阻太大，則調(diào)節(jié)時電阻變化過大，使電路中電流太小，故應(yīng)選取小一點的電阻，一般約為內(nèi)阻的幾十倍即可；故選R₁；
干電池的電動勢約1.5V，所以要所以量程比較�。�3V）的電壓表V₁；
測量電源的電動勢與內(nèi)電阻的實驗過程中，電流值一般小于1A，所以要選擇量程為0.6A的A₁；
（2）電路直接采用串聯(lián)即可，定值電阻與電流表G串聯(lián)作為電壓表并聯(lián)在電源兩端，采用的是電流表內(nèi)接法；電路圖如右圖所示；

（3）I₂為零時，表示斷路，I₁=1.47mA E=I₁（R_G+R₃）=1.47V 從橫坐標0.1A到0.4A，相差0.3A 縱坐標變化量為0.24V （0.24mA對應(yīng)于0.24V） r=$\frac{0.24}{0.3}$=0.8Ω；故電源的電動勢E=1.47 （1.46～1.48均對），內(nèi)阻r=0.80Ω（0.79～0.85均可以）
故答案為：（1）R₁    V₁    A₁；（2）如右圖；（3）1.47（1.46～1.48）；0.80（0.79～0.85）；

點評 在應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)求電源電動勢與內(nèi)阻時，要根據(jù)實驗電路與實驗原理求出圖象的函數(shù)表達式，然后求出電源電動勢與內(nèi)阻．