Question

9．為了測定一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)準(zhǔn)備了下列器材：
A．待測干電池E（電動(dòng)勢約1.5V，內(nèi)阻約1.0Ω）；
B．電流表G（滿偏電流3.0mA，內(nèi)阻10Ω）；
C．電流表A（量程0～0.60A，內(nèi)阻0.10Ω）；
D．滑動(dòng)變阻器R₁（阻值范圍為0～20Ω，額定電流為2A）；
E．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值范圍為0～1000Ω，額定電流為1A）；
F．定值電阻R₃=990Ω；
G．開關(guān)K和導(dǎo)線若干．

（1）為了能盡量準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，也為了操作方便，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是R₁（填儀器代號）．
（2）請?jiān)趫D甲方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖，并注明器材的字母代號．
（3）請根據(jù)你在圖甲方框中所畫的實(shí)驗(yàn)電路原理圖，在圖乙所示的實(shí)物圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)驗(yàn)電路．
（4）表為某同學(xué)根據(jù)正確的電路圖所測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（I₁為電流表G的示數(shù)，I₂為電流表A的示數(shù)）．

I2/A	0.10	0.20	0.28	0.40
I1/mA	1.39	1.32	1.25	1.16

請?jiān)趫D丙的坐標(biāo)系中標(biāo)出適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)值并作出I₁-I₂的圖象．
（5）根據(jù)你所畫出的I₁-I₂圖象，可求得被測干電池的電動(dòng)勢E=1.45V，內(nèi)電阻r=0.90Ω．（小數(shù)點(diǎn)后面保留兩位數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）由題目中給出的信息可知干電池的電動(dòng)勢以及內(nèi)電阻，根據(jù)滑動(dòng)變阻器的作用可以得出應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)本實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理可知實(shí)驗(yàn)方法，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)中給出的儀器可以得出正確的電路圖．
（3）根據(jù)原理圖得出對應(yīng)的實(shí)物圖；
（4）表頭及定值電阻充當(dāng)電壓表使用，則由閉合電路歐姆定律可得出表達(dá)式，由圖象結(jié)合表達(dá)式可得出電動(dòng)勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）干電池的內(nèi)阻比較小，為了調(diào)節(jié)方便選取阻值比較小的滑動(dòng)變阻器即④；
（2）測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻需要有電壓表和電流表；但題目中只給出兩個(gè)電流表，我們可以把內(nèi)阻已知的電流表和定值電阻串聯(lián)改裝成一個(gè)電壓表．
電源內(nèi)阻較小，為了減小誤差采取電流表外接，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示：
（3）根據(jù)得出的原理圖可連接實(shí)物圖，如圖所示；
（4）表頭的示數(shù)與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓處理，則由閉合電路歐姆定律可知：
I₁（R₃+R_A）=E-I₂r
即：I₁=$\frac{E}{1000}$-$\frac{{I}_{2}r}{1000}$
由圖可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為1.45mA，
則有：1.45mA=$\frac{E}{1000}$；
解得E=1.45V；
由圖象可知，圖象的斜率為：0.9×10^-3，由公式得圖象的斜率等于$\frac{r}{1000}$，
故$\frac{r}{1000}$=0.9×10^-3；
解得r=0.90Ω．
故答案為：（1）R₁；（2）如圖丁所示（3）如圖戊所示；（4）如圖己所示；（5）1.45；0.90

點(diǎn)評 正確選擇儀器是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)常考查的考點(diǎn)；
本題為測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)的變形，注意由于沒有電壓表，本實(shí)驗(yàn)中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表，再根據(jù)原實(shí)驗(yàn)的研究方法進(jìn)行分析研究．