Question

【題目】某班舉行了一次物理實(shí)驗(yàn)操作技能比賽，其中一項(xiàng)比賽為用規(guī)定的器材設(shè)計(jì)合理電路，并能較準(zhǔn)確地測(cè)量某電源的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻。給定的器材如下：

A．電流表G（滿偏電流10 mA，內(nèi)阻10 Ω）

B．電流表A（0～0.6A～3A，內(nèi)阻未知）

C．滑動(dòng)變阻器R0（0～100 Ω，1 A）

D．定值電阻R（阻值990 Ω）

E．開關(guān)與導(dǎo)線若干

①請(qǐng)你用以上實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)測(cè)量該電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖，并畫在右邊的虛線框中。（要求：為了保證器材的安全，在閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭應(yīng)置于最右端，即最大電阻處）

②圖甲為小劉同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路利用測(cè)出的數(shù)據(jù)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)），則由圖線可以得到被測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為___________ V，內(nèi)阻為__________ Ω。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

③另一位小張同學(xué)對(duì)另一電源也用上面的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量，初始時(shí)滑片P在最右端，但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表A才有讀數(shù)，于是該同學(xué)根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)作出了兩個(gè)電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖，如圖乙所示，則根據(jù)圖象可知，此電池組的電動(dòng)勢(shì)為__________ V，內(nèi)阻為__________ Ω。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】（1）如圖所示

（2）7.5； 5.0（3）9.00（9.00或9.10均可）；11.0（10.7～11.7均可）

【解析】

試題分析：（1）該實(shí)驗(yàn)需要一個(gè)電壓表，則將電流表G和定值電阻串聯(lián)改成電壓表，并聯(lián)到滑動(dòng)變阻器兩端，因?yàn)殡娏鞅鞟存在內(nèi)阻，需要用電流表的內(nèi)接法使得電壓表測(cè)量路端電壓，電路圖如圖所示

（2）將電流表G改裝成電壓表后，電壓表的量程為U，則：，解得：，故電流表G上的1mA就表示是1V．

當(dāng)外電阻為無窮大時(shí)，路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，所以在圖線上，斜線與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)就是電源的電動(dòng)勢(shì)，延長(zhǎng)圖線可得：，根據(jù)閉合電路的歐姆定律：可得，

圖線的斜率就表示電源的內(nèi)阻，即：

（3）根據(jù)圖像可知，剛開始時(shí)電流恒為9.0mA， 為0，表示電壓為9.0V，所以電源的電動(dòng)勢(shì)，從圖中分別取兩組對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，得（6.0V，0.24A），（3.0V，0.52A）

得：