Question

1．某同學(xué)要測量一電阻R₀（約2kΩ）的阻值和一個(gè)鋰電池（電動(dòng)勢E標(biāo)稱值為3.7V，允許的最大放電電流為200mA）的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r，實(shí)驗(yàn)室備用的器材如下：
A．電壓表V（量程3V，電阻R_V約為4.0kΩ）
B．電流表A₁（量程100mA，電阻R_A1約5Ω）
C．電流表A₂（量程2mA，電阻R_A2約50Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～10Ω，額定電流1A）
E．滑動(dòng)變阻器R₂（0～20Ω，額定電流1A）
F．電阻箱R₃（0～999.9Ω，最小分度值0.1Ω）
G．開關(guān)s一只、導(dǎo)線若干
（1）為了測定電阻R₀的阻值，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路，則電流表應(yīng)選擇，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選擇．

（2）在實(shí)驗(yàn)操作過程中發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器R₁、R₂和電流表A₁已損壞，請用余下的器材測量鋰電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r．請?jiān)趫D2方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）按照新設(shè)計(jì)的電路圖連好電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同學(xué)測得若干組數(shù)據(jù)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，采用了圖象法，為使圖線是一條直線，則應(yīng)以為橫坐標(biāo)，以為縱坐標(biāo)．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求出通過待測電阻的最大電流，然后根據(jù)該電流確定電流表的量程，選擇實(shí)驗(yàn)器材．
（2）只有待測電池、電阻箱、電壓表，可以用伏阻法測電池的電動(dòng)勢與內(nèi)阻，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理作出實(shí)驗(yàn)電路圖；
（3）由閉合電路的歐姆定律列方程，然后找出具有線性關(guān)系的量．

解答 解：（1）流過R₀的最大電流約為：
I_max=$\frac{E}{R_{0}$=$\frac{3.7}{2000}$A=1.85×10^-3A=1.85mA＜2mA，
電流表應(yīng)使用：電流表A₂（量程2mA，電阻R_A2約50Ω）
滑動(dòng)變阻器選用滑動(dòng)變阻器R₂（0～20Ω，額定電流1A），這樣滑動(dòng)變阻器的范圍大些，測量的數(shù)據(jù)會(huì)更多更準(zhǔn)確一點(diǎn)．
（2）實(shí)驗(yàn)器材只有電壓表與電阻箱，因此可以用伏阻法測電池的電動(dòng)勢與內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖如圖所示．

（3）由閉合電路歐姆定律得：E=U+Ir=U+$\frac{U}{R_{2}}$r，
整理得：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$•$\frac{1}{R_{2}}$
由此可知，$\frac{1}{U}$與$\frac{1}{R_{2}}$成一次函數(shù)，故圖象為直線；因此可以作$\frac{1}{U}$與$\frac{1}{R_{2}}$的圖象，
故答案為：（1）將電流表A₁替換為A₂；（2）電路圖與實(shí)物電路圖如圖所示；（3）$\frac{1}{U}$；$\frac{1}{R_{2}}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選擇、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問題；選擇實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，既要保證安全，又要注意測量精度，要注意實(shí)驗(yàn)器材量程的選擇．同時(shí)要注意明確數(shù)據(jù)處理的基本方法，明確如何才能得出線性關(guān)系．