Question

利用土豆制成的“土豆電池”電動(dòng)勢(shì)約為0.96V，內(nèi)阻約為3kΩ．若實(shí)驗(yàn)室有以下一些器材可供選擇：
A．電流表A₁（量程為0～0.6A，內(nèi)阻為R₁）
B．電流表A₂（量程為0～0.6mA，內(nèi)阻為R₂）
C．滑動(dòng)變阻器（最大阻值約500Ω）
D．變阻箱（0～9999Ω）
E．若干導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)
①為了盡可能準(zhǔn)確測(cè)定“土豆電池”的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇的器材是

 

（填器材前的字母代號(hào)）．
②在右邊空白處畫(huà)出應(yīng)采用的電路圖．
③為測(cè)量得更加準(zhǔn)確，多次改變電阻R，讀出電流表相應(yīng)的示數(shù)I，畫(huà)出

1

I

和R的圖象，如圖所示，直線在縱軸的截距為m，直線斜率為k，寫(xiě)出E、r的表達(dá)式：E=

 

；r=

 

．

Answer 1

分析：（1）由閉合電路歐姆定律可知，電路電流等于電動(dòng)勢(shì)與外電路電阻與電源內(nèi)阻之和的比值，如果電源內(nèi)阻較大，電路電流很小，燈泡實(shí)際功率很小，不足以引起燈泡發(fā)光．
（2）由題中所給實(shí)驗(yàn)器材可知，可以采用安阻法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，根據(jù)安阻法測(cè)電阻的原理選擇實(shí)驗(yàn)器材，作出實(shí)驗(yàn)電路圖．
（3）由閉合電路的歐姆定律求出

1

I

-R表達(dá)式，然后根據(jù)圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與電源內(nèi)阻．

解答：解：①安阻法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻需要電阻箱與電流表，由題意可知，水果電池內(nèi)阻很大，通過(guò)水果電池的最大電流較小，為保證安全并精確測(cè)量，電流表可選B、靈敏電流表A₂（量程為0～0.6mA，內(nèi)阻為R₂），
因此實(shí)驗(yàn)器材可選：BDE．
②安阻法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
③根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
E=I（r+R+R₂）
變形得：

1

I

=

1

E

R+

r+R2

E

根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系得：直線在縱軸的截距為m=

r+R2

E

，
直線斜率為k=

1

E

，
解得：E=

1

k

，r=

m

k

-R₂
故答案為：①BDE；
②如圖所示：
③

1

k

，

m

k

-R₂．

點(diǎn)評(píng)：要掌握測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的三種實(shí)驗(yàn)方案的原理、實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題，注意數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系在物理圖象中的應(yīng)用．