Question

為了測(cè)量電池B的電動(dòng)勢(shì)E（約為2.4V）和內(nèi)阻r（約為1Ω，），實(shí)驗(yàn)室可供選擇的器材如下：
A．電流表G₁（滿偏電流為2mA，內(nèi)阻R_g1=100Ω）
B．電流表G₂（滿偏電流為1mA，內(nèi)阻R_g2未知）
C．電阻箱R_P（0一999.9Ω）
D．電阻箱R_Q（0一9999Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R（0～20Ω  lA）
F．開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干
（1）實(shí)驗(yàn)中，先用圖1所示的電路測(cè)定電流表G₂的內(nèi)阻，將Rp調(diào)為500，0Ω接入電路起保護(hù)作用，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，得到多組電流表G₁和G₂的示數(shù)，I₁和I₂如下表所示：

試驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
I1（mA）	0.40	0.81	1.20	1.59	2.00
I2（mA）	0.20	0.40	0.60	0.80	1.00

根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D2的坐標(biāo)中描點(diǎn)作出I₁-I₂圖線，由圖得到電流表G₂的內(nèi)阻R_g=______Ω．（保留三位有效數(shù)字）
（2）若采用圖3所示電路測(cè)量該電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻；
a．圖中電阻箱②應(yīng)選用給定器材中的______（選填器材代號(hào)）；
b．根據(jù)圖3所示電路，請(qǐng)?jiān)趫D4中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接；
 
c．實(shí)驗(yàn)中，將①、②處的電阻箱分別調(diào)節(jié)為R₁、R₂接入電路，若=200，R₂+R_g2=3kΩ，進(jìn)行以下操作：
①．閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器至某一位置，此時(shí)電流表G₁和G₂的示數(shù)分別為0.75mA和0.77mA；
②．保持開關(guān)S閉合，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器至另一位置，此時(shí)電流表G₁和G₂的示數(shù)分別為1.50mA 和0.71mA；則由c中數(shù)據(jù)可求得該電源電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)電阻r=______Ω．（保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

【答案】分析：（1）由電路圖得用并聯(lián)電路的規(guī)律可得出兩電流表示數(shù)之間的關(guān)系，由圖象可求出電流表的內(nèi)阻；
（2）由電路圖中知，電阻箱2與電流表2串聯(lián)，在電路中充當(dāng)電壓表使用，根據(jù)需要的量程可選出電阻箱2；
由兩次測(cè)得的數(shù)據(jù)，利用閉合電路歐姆定律可得出方程式，聯(lián)立即可解出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．
解答：解：（1）采用描點(diǎn)法，將和點(diǎn)描在坐標(biāo)軸中；如圖所示；
兩電流表并聯(lián)，由并聯(lián)規(guī)律可知：I₁=；故圖象的斜率等于  =2；
故R_g2=2×100=200Ω；
（2）a、由電路圖可知，電阻箱2與電流表2串聯(lián)作為電壓表使用，電流表量程為1mA，內(nèi)阻為200Ω，則電壓只有0.2V；而電源電壓為2.4V，故應(yīng)將量程擴(kuò)大到3V；此時(shí)需要的電阻為：-200=2800Ω，故只能選取R_Q； 
b、已知原理圖，按原理圖，先串聯(lián)其中一個(gè)支路，再并入另一支路，注意不能交叉，并將線接在接線柱上；如圖4所示；
c、由題意可知，R₂=3000-200=2800Ω；
R₁=Ω≈0.5Ω； 由并聯(lián)電路規(guī)律可知，流過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流I==150mA；
此時(shí)，電源兩端的電壓U₁=0.77×3000V=2.31V；
同理可求得第二次時(shí)，總電流I₂=300mA；電壓U₂=0.71×3000V=2.13V
由閉合電路歐姆定律可知：
E=U₁+I₁r
E=U₂+I₂r
代入數(shù)據(jù)得：E=2.31+0.15r
E=2.13+0.3r
聯(lián)立解得：E=2.49V；r=1.20Ω
故答案為：（1）200；（2）R_Q；實(shí)物圖如下圖；2.49；1.20．

點(diǎn)評(píng)：本題為探究性實(shí)驗(yàn)，要注意題目中正確應(yīng)用串并聯(lián)電路規(guī)律的應(yīng)用；此類實(shí)驗(yàn)不但要明確實(shí)驗(yàn)原理，還應(yīng)熟練應(yīng)用相關(guān)的物理規(guī)律．