Question

6．在測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，備有下列器材：
①干電池E（電動勢約為1.5V、內(nèi)電阻大約為1.0Ω）       
②電壓表V（0～15V）
③電流表A（0～0.6A、內(nèi)阻約0.1Ω）   
④電流表G（滿偏電流3mA、內(nèi)阻R_g=10Ω）
⑤滑動變阻器R₁（0～100Ω、1A）    
⑥滑動變阻器R₂（0～10Ω、10A）
⑦定值電阻R₃=990Ω               
⑧開關(guān)、導(dǎo)線若干

（1）為了方便且能較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量，其中應(yīng)選用的滑動變阻器是R₂（填“R₁”或“R₂”）
（2）請?jiān)趫D1線框內(nèi)畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)上所選用器材的符號．
（3）如圖2為某一同學(xué)根據(jù)他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案繪出的I₁-I₂圖線（I₁為電流表G的示數(shù)，I₂為電流表A的示數(shù)），由圖線可求得被測電池的電動勢E=1.46V，內(nèi)電阻r=0.84Ω．

Answer 1

分析 （1）為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
（2）根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)器材與伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理選擇實(shí)驗(yàn)器材．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路求出圖象的函數(shù)表達(dá)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(shí)驗(yàn)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G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，電路圖如圖所示；
（3）由圖乙所示實(shí)驗(yàn)電路可知，在閉合電路中：E=I₁（R_A1+R₃）+I₂r，I₁=$\frac{E}{{R}_{A1}+{R}_{3}}$-$\frac{r}{{R}_{A1}+{R}_{3}}$I₂，?
由圖象可知，圖象的截距：b=1.46×10^-3=$\frac{E}{{R}_{A1}+{R}_{3}}$=$\frac{E}{20+980}$=$\frac{E}{1000}$，則電源電動勢E=1.46V；
圖象斜率：k=$\frac{r}{{R}_{A1}+{R}_{3}}$=$\frac{r}{1000}$=$\frac{△{I}_{1}}{△{I}_{2}}$=$\frac{1.46×1{0}^{-3}-1.0×1{0}^{-3}}{0.55}$≈0.84，電源內(nèi)阻r=0.84Ω；
故答案為：（1）R₂；（2）如圖所示；（3）1.46；0.84

點(diǎn)評 在應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求電源電動勢與內(nèi)阻時，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路與實(shí)驗(yàn)原理求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后求出電源電動勢與內(nèi)阻．