Question

8．要精確測量一個直流電源的電動勢和內(nèi)阻，給定下列實驗器材：
A．待測電源（電動勢約為4.5V，內(nèi)阻約為2Ω）
B．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻未知）
C．電壓表V₁（量程15V，內(nèi)阻為R_V1=3kΩ）
D．電壓表V₂（量程3V，內(nèi)阻為R_V2=2kΩ）
E．定值電阻R₁=500Ω
F．定值電阻R₂=2000Ω
G．滑動變阻器R（阻值范圍0～20Ω）
H．開關及導線

（1）該實驗中電壓表應選D（填選項前面的序號），定值電阻應選F（填選項前面的序號）．
（2）在圖1方框中畫出實驗電路圖．
（3）根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖2所示的U-I圖象，則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后，干電池的電動勢E=3.0V，內(nèi)電阻r=1.0Ω．

Answer 1

分析 （1）實驗中要能保證安全和準確性選擇電表；
（2）本實驗應采用電流表和電壓表聯(lián)合測量，電壓表采用3V量程和定值電阻串聯(lián)充當；由實驗原理可得出電路原理圖；
（3）由原理利用閉合電路歐姆定律可得出表達式，由數(shù)學關系可得出電動勢和內(nèi)電阻

解答 解：（1）電源的電動勢為4.5V，則給定電壓表中15V量程過大，無法正確測量；而3V量程較小，故應將3V量程與定值電阻F串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可知，量程可以達到6V，符合題目要求；
（2）實驗電路采用基本串聯(lián)電路即可，電壓表使用3V量程和F串聯(lián)；原理圖如圖所示；
（3）電壓實際值為電壓表示數(shù)的2倍，則由U-I圖可知，電源的電動勢E=2×1.5=3.0V；由圖可知，短路電流為3A；
則內(nèi)電阻r=$\frac{E}{{I}_{短}}$=$\frac{3.0}{3}$Ω=1.0Ω
故答案為：（1）D　F
（2）如圖所示
（3）3.0　1.0．

點評 本題為設計性實驗，在解題時應注意明確實驗的原理；并且要由實驗原理結合閉合電路歐姆定律得出表達式，由圖象得出電動勢和內(nèi)電阻．