Question

8．為測(cè)定一切干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材可供選用：
A、干電池（電動(dòng)勢(shì)E約1.5V，內(nèi)電阻r約1.0Ω）
B、電流表G（滿(mǎn)偏電流2.0mA，內(nèi)阻R_g=10Ω）
C、電流表A（量程0-0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）
D、電壓表V（0-15V）
E、滑動(dòng)變阻器R₁（0-15Ω）
F、滑動(dòng)變阻器R₂（0-200Ω）
G、定值電阻R₀（阻值990Ω）
H、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)若干
（1）為了方便且能較準(zhǔn)確的進(jìn)行測(cè)量，其中應(yīng)選用的滑動(dòng)變阻器是R₁（選填“R₁“或”R₂”）；
（2）請(qǐng)?jiān)趫D1線(xiàn)框中畫(huà)出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖中標(biāo)出所選器材；
（3）某同學(xué)采用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他在圖2坐標(biāo)紙上建立I₁、I₂坐標(biāo)系（其中I₁為電流表G的讀數(shù)，I₂為電流表A的讀數(shù)），并已標(biāo)出了與測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的5個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中描繪I₁-I₂圖線(xiàn)．
（4）利用所畫(huà)圖線(xiàn)可求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=1.44V，內(nèi)電阻r=0.52Ω（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）．

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(dòng)變阻器．
（2）根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)器材與伏安法測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻的原理選擇實(shí)驗(yàn)器材．
（3）根據(jù)描點(diǎn)法可得出對(duì)應(yīng)的圖象；
（4）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(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．

解答 解：
（1）因電源內(nèi)阻較小，故為了方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁．
（2）因沒(méi)有電壓表，應(yīng)該用電流表G與電阻R₀串聯(lián)組成電壓表，來(lái)測(cè)路端電壓，用電流表A測(cè)電路電流，因電流表內(nèi)阻與電源內(nèi)阻接近，故應(yīng)采用相對(duì)電源的外接法；電路圖如圖所示；
（3）將給出的各點(diǎn)用直線(xiàn)連接，得出I₁-I₂圖線(xiàn)如右圖所示；
（4）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：
I₁（R_G+R₀）=E-I₂r；
變形可得：
I₁=$\frac{E}{{R}_{G}+{R}_{0}}$-$\frac{r}{{R}_{G}+{R}_{0}}$•I₂
E=1.44×（10+990）×10^-3=1.44V；
r=$\frac{1.44-1.10}{0.65}×（10+990）$×10^-3=0.52Ω；
故答案為：（1）R₁；（2）如圖所示；（3）如圖所示；（4）1.44；0.52．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，在應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻時(shí)，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，根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律可求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻．