Question

16．在一次課外實(shí)踐活動(dòng)中，某課題研究小組收集到數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品中的一些舊電池以及從廢舊收音機(jī)上拆下的電阻、電容、電感線圈等電子元件．現(xiàn)從這些材料中選取兩個(gè)待測(cè)元件，一是電阻R₀（約為2kΩ），二是手機(jī)中常用的鋰電池（電動(dòng)勢(shì)E標(biāo)稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）．在操作臺(tái)上還準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材：
A．電壓表V（量程4V，電阻R_V約為4.0kΩ）
B．電流表A₁（量程100mA，內(nèi)阻不計(jì)）
C．電流表A₂ （量程2mA，內(nèi)阻不計(jì)）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～2kΩ，額定電流0.1A）
E．電阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干．

（1）為了測(cè)定電阻R₀的阻值，小組的一位成員，設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路原理圖，所選取的相應(yīng)器材（電源用待測(cè)的鋰電池）均標(biāo)在圖上，其器材選取中有不妥之處，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣調(diào)整？用A₂替換A₁．
（2）如果在實(shí)際操作過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器R₁、電壓表V已損壞，請(qǐng)用余下的器材測(cè)量鋰電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r．
①請(qǐng)你在圖2所示的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖（標(biāo)注所用器材符號(hào)）；
②該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中取得多組數(shù)據(jù)，然后通過(guò)作出如圖3所示的線性圖象處理數(shù)據(jù)，則電源電動(dòng)勢(shì)為3.5V，內(nèi)阻為7Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，估算出電路中電流的范圍，從而得到電流表量程偏大．
（2）①滑動(dòng)變阻器可以用電阻箱替換，由于電阻箱的電阻可以直接讀出，因而可以不用電壓表；
②先推導(dǎo)出電阻R與電流關(guān)系的一般表達(dá)式，然后結(jié)合圖象得到數(shù)據(jù)．

解答 解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，當(dāng)滑動(dòng)變阻器短路時(shí)，電流為：I=$\frac{E}{r+{R}_{0}}$，故用電流表A₁ 量程太大，讀數(shù)不準(zhǔn)確；故應(yīng)用A₂替換A₁ ．
（2）①由于電壓表已損壞，故只能采用電流表和電阻箱串聯(lián)的方式進(jìn)行測(cè)量；原理圖如圖所示

②根據(jù)閉合電路歐姆定律，電流的表達(dá)式為：I=$\frac{E}{r+{R}_{2}}$，則變形可得：
$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{{R}_{2}}{E}$，
結(jié)合圖象可知，由數(shù)學(xué)規(guī)律可知，$\frac{r}{E}$=2； $\frac{1}{E}$=$\frac{2}{7}$
解得：r=7Ω，E=3.5V
故答案為：（1）用A₂替換A₁；（2）①如圖所示；②3.5；7．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)，要注意實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何做到安全、準(zhǔn)確，并能掌握根據(jù)題意分析實(shí)驗(yàn)方法的能力；同時(shí)學(xué)會(huì)根據(jù)圖象分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法．