Question

7．圖（a）為某同學測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的電路圖，其中虛線框內(nèi)是用毫安表改裝成雙量程電流表的改裝電路．
（1）已知毫安表表頭的內(nèi)阻為10Ω，滿偏電流為100mA；R₁和R₂為固定電阻，阻值分別為R₁=0.5Ω，R₂=2.0Ω；由此可知，若使用a和b兩個接線柱，電表的量程為0.5A；若使用a和c兩個接線柱，電表的量程為2.5A；
（2）電壓表有兩種規(guī)格，V₁（量程1.5V，內(nèi)阻約為2kΩ）和V₂（量程3V，內(nèi)阻約為4kΩ）；滑動變阻器有兩種規(guī)格，最大阻值分別為20Ω和500Ω．則電壓表應選用V₁（填“V₁”或“V₂”），R應選用最大阻值為20Ω的滑動變阻器．

（3）實驗步驟如下：
①開關(guān)S₂撥向b，將滑動變阻器R的滑動片移到右端（選填“左”或“右”），閉合開關(guān)S₁；
②多次調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動片，記下電壓表的示數(shù)U和毫安表的示數(shù)I；某次測量時毫安表的示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為58.0mA．
③以U為縱坐標，I為橫坐標，作U-I圖線（用直線擬合），如圖（c）所示；
④根據(jù)圖線求得電源的電動勢E=1.48V（結(jié)果保留三位有效數(shù)字），內(nèi)阻r=0.45Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）明確電表的改裝原理，根據(jù)串并聯(lián)規(guī)律可明確量程；
（2）根據(jù)給出的儀表和實驗原理分析實驗方法以及實驗器材；
（3）分析實驗步驟，根據(jù)實驗要求明確滑片的位置，根據(jù)電流表的讀數(shù)方法讀出示數(shù)；利用U-I圖象可求解電動勢和內(nèi)電阻；注意圖中的電流值要注意求出等效電流表的示數(shù)；

解答 解：（1）使用ab兩接線柱時，R₁與R₂串聯(lián)后與表頭并聯(lián)；則量程I=I_g+$\frac{{I}_{g}{R}_{g}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=100×10^-3+$\frac{100×1{0}^{-3}}{2.5}$×10=0.5A；
接ac兩接線柱時，表頭與R₂串聯(lián)后與R₁并聯(lián)；則量程I=Ig+$\frac{{I}_{g}（{R}_{g}+{R}_{2}）}{{R}_{1}}$=100×10^-3+$\frac{100×1{0}^{-3}（2.0+10）}{0.5}$=2.5A；
（2）一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V，故電壓表選V₁； 因內(nèi)阻較小，為了便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器應選擇20Ω的；
（3）①為了讓電流由最小開始調(diào)節(jié)，開始時滑動變阻器阻值滑到最大位置；故應滑到右端；
②由圖可知，電流表最小分度為1mA； 故讀數(shù)為58.0mA；
④由串并聯(lián)電路規(guī)律可知，總電流等于5I，則由閉合電路歐姆定律可知，U=E-5I（r+2）可知，圖象中與縱坐標的交點表示電源的電動勢；故E=1.48V；圖象的斜率表示5（r+2）；解得 r=0.45Ω；
故答案為：（1）0.5； 2.5 （2）V₁  20  （3）①右  ②58.0   ④1.48  0.45

點評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗，注意明確實驗原理，能根據(jù)給出的實驗步驟分析實驗方法；同時根據(jù)圖象分析實驗數(shù)據(jù)，明確電表的改裝原理的應用．