Question

某課題研究小組，收集了數(shù)碼相機、手機等用舊了的各種類型的電池，及從廢舊收音機上拆下的電阻、電容、電感線圈．現(xiàn)從這些材料中選取兩個待測元件，一是電阻R₀（約為2kΩ），二是手機中常用的鋰電池（電動勢E標稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）．在操作臺上還準備了如下實驗器材：
A．電壓表V（量程4V，電阻R_V約為4.0kΩ）
B．電流表A₁（量程100mA，電阻R_A1約為5Ω）
C．電流表A₂（量程2mA，電阻R_A2約為50Ω）
D．滑動變阻器R₁（0～20Ω，額定電流1A）
E．電阻箱R₂（0～999.9Ω，最小分度值0.1Ω）
F．開關S一只、導線若干
（1）為了測定電阻R₀的阻值，請根據(jù)題中所給的實驗器材，設計一個測量R₀阻值的電路圖，并將實驗原理圖畫在圖1的方框中（在圖中標注所用器材符號）．
（2）在做完（1）實驗后，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器R₁、電流表A₁已損壞，請用余下的器材設計一個測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r的電路圖，并將實驗原理圖畫在圖2的方框中（標注所用器材符號）．
（3）為了便于分析，一般采用線性圖象處理數(shù)據(jù)，根據(jù)你在（2）中設計的原理圖，請寫出與線性圖象對應的相關物理量間的函數(shù)關系式______．根據(jù)你寫的函數(shù)關系式所畫出的線性函數(shù)圖象，縱軸截距的物理意義是______，斜率的物理意義是______．

Answer 1

（1）電阻R₀中最大電流約為I_max=

E

R0

=

3.7

2000

=1.85mA，電流表用A₂．采用電流表內(nèi)接法，誤差較�。�讓R₀與電流表串聯(lián)，再與電壓表并聯(lián)，接到滑動變阻器滑片上，接入電路，電路圖如圖1所示；
（2）滑動變阻器R₁、電流表A₁已損壞，可用余下的器材電壓表V和電阻箱R₂合作測量鋰電池的電動勢E和內(nèi)阻r．電路如圖2所示．
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
E=U+

U

R2

r
變形后得：

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R2

，所以

1

U

與

1

R2

的線性關系是：

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R2

，縱軸截距的物理意義是電動勢的倒數(shù)，斜率的物理意義是短路電流的倒數(shù)．
故答案為：（1）如圖1
（2）電路如圖2
（3）可以用電阻箱和電壓表法測定電源的電動勢和內(nèi)電阻，電路如圖．

1

U

與

1

R2

的線性關系是：

1

U

=

1

E

+

r

E

?

1

R2

；電動勢的倒數(shù)；短路電流的倒數(shù)．