Question

12．在一次課外實(shí)踐活動中，某課題研究小組收集到電子產(chǎn)品中的一些舊電池及從廢舊收音機(jī)上折下來的電容、電阻、電感線圈等電子元件．現(xiàn)從這些材料中選取兩待測元件，一是電阻R₀（約為2kΩ），一是手機(jī)中常用的鋰電池（電動勢E標(biāo)稱值為3.7V，允許最大放電電流500mA）．在操作臺上還準(zhǔn)備了如下 實(shí)驗器材：
A．電壓表（量程為0-3-15V，電阻R_V約為0-15-75kΩ）
B．電流表A₁（量程為100mA，內(nèi)阻不計）
C．電流表A₂（量程為2mA，內(nèi)阻不計）
D．滑動變阻器R₁（0～2kΩ，額定電流0.01A）
E．滑動變阻器R₂（0～10Ω，額定電流0.6A）
F．電阻箱R（0～999.9Ω）
G．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

（1）為了測定電阻R₀的阻值，小組成員設(shè)計了如圖（甲）所示的電路，所選器材均標(biāo)在圖上，其器材選取中有不妥之處，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣調(diào)整？答：用A₂替換A₁．
（2）當(dāng)滑片移到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖（乙）所示，此時R₀的電壓測量值為2.40V．
（3）如果在實(shí)際過程中，發(fā)現(xiàn)滑動變阻器、電壓表已損壞，請你用余下的器材測量電池的電動勢E和內(nèi)阻r．
①請你在圖（丙）所示的方框內(nèi)畫出實(shí)驗電路圖（標(biāo)明所用器材符號）
②該項實(shí)驗小組的同學(xué)在實(shí)驗中取得多組數(shù)據(jù)，然后作出圖（�。┧�示的圖象，則電源的電動勢E=3.5V，內(nèi)電阻r=7Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，估算出電路中電流的范圍，從而得到電流表量程偏大；
（2）根據(jù)圖乙直接讀出電壓表示數(shù)；
（3）①滑動變阻器可以用電阻箱替換，由于電阻箱的電阻可以直接讀出，因而可以不用電壓表；
②先推導(dǎo)出電阻R與電流關(guān)系的一般表達(dá)式，然后結(jié)合圖象得到數(shù)據(jù)．

解答 解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，當(dāng)滑動變阻器短路時，電流為：
I=$\frac{E}{{R}_{0}+r}=\frac{3.7}{r+2000}＜0.00185A=1.85mA$，故用電流表A₁ 量程太大，讀數(shù)不準(zhǔn)確，用A₂替換A₁ ．
（2）根據(jù)圖乙可知，電壓測量值為：U=2.40V，
（3）①發(fā)現(xiàn)滑動變阻器、電壓表已損壞，則用電阻箱和A₁ 串聯(lián)接入電源，測量電池的電動勢E和內(nèi)阻r，如圖所示：
②根據(jù)閉合電路歐姆定律，電流的表達(dá)式為：I=$\frac{E}{r+{R}_{2}}$，則：$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}r+\frac{{R}_{2}}{E}$，
結(jié)合圖象可以得到：r=7Ω，E=3.5V
故答案為：（1）用A₂替換A₁；（2）2.40；（3）①如圖所示；②3.5，7．

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵要從實(shí)驗要求中的安全、準(zhǔn)確、操作方便的角度進(jìn)行分析，第三問要注意先推導(dǎo)出電阻R與電流關(guān)系的一般表達(dá)式，根據(jù)圖象的斜率和截距求解，難度適中．