Question

在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有下列器材：
A．干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0Ω）
B．電流表A₁（滿偏電流2mA、內(nèi)阻R _A1=20Ω）
C．電流表A₂（0～0.6A、內(nèi)阻約0.1Ω）
D．滑動變阻器R₁（0～10Ω、2A）
E．滑動變阻器R₂（0～100Ω、1A）
F．定值電阻R₃=980Ω
G．開關(guān)S、導(dǎo)線若干
（1）為了方便且能較精確地進行測量，其中應(yīng)選用的滑動變阻器是

 

（填“R₁”或“R₂”）
（2）四位同學(xué)分別設(shè)計了甲、乙、丙、丁四個實驗電路圖，其中最合理的是

 

．
（3）四位同學(xué)討論后，根據(jù)最合理的實驗方案正確操作，利用測出的數(shù)據(jù)繪出了如圖1所示的I₁-I₂圖線（I₁為電流表A₁的示數(shù)，I₂為電流表A₂的示數(shù)）．由圖線可求得被測電池的電動勢E=

 

V （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．內(nèi)電阻r=

 

Ω （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）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）為方便實驗操作，滑動變阻器應(yīng)選擇R₁．
（2）沒有電壓表，應(yīng)該用電流表A₁與電阻R₃串聯(lián)組成電壓表，電壓表測路端電壓，
用電流表A₂測電路電流，由電路圖可知，合理的實驗電路圖是乙．
（3）由圖乙所示實驗電路可知，在閉合電路中：E=I₁（R_A1+R₃）+I₂r，I₁=

E

RA1+R3

-

r

RA1+R3

I₂，
由圖象可知，圖象的截距：b=1.46×10^-3=

E

RA1+R3

=

E

20+980

=

E

1000

，則電源電動勢E=1.46V；
圖象斜率：k=

r

RA1+R3

=

r

1000

=

△I1

△I2

=

1.46×10-3-1.0×10-3

0.55

≈0.84，電源內(nèi)阻r=0.84Ω；
故答案為：（1）R₁；（2）乙；（3）1.46；0.84．

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．