Question

（06年江蘇卷）現(xiàn)在按圖①所示的電路測(cè)量一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)E（約1.5V）和內(nèi)阻r（約20Ω），可供選擇的器材如下：

 電流表A₁、A₂（量程（0～500μA，內(nèi)阻約為500Ω），滑動(dòng)變阻器R（阻值0～100Ω，額定電流1.0A），定值電阻 R₁（阻值 約為100）電阻箱 R₂、R₃（阻值 0～999.9Ω），開關(guān)、導(dǎo)線若干。

 由于現(xiàn)有電流表量程偏小，不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，為此，先將電流表改裝（擴(kuò)大量程），然后再按圖①電路進(jìn)行測(cè)量。

（1）測(cè)量電流表 A₂的內(nèi)阻

 按圖②電路測(cè)量A₂的內(nèi)阻，以下給出了實(shí)驗(yàn)中必要的操作。

 

A．?dāng)嚅_S₁

B．閉合S₁、S₂

C．按圖②連接線路，將滑動(dòng)變阻器R的滑片調(diào)至最左端，R₂調(diào)至最大

D．調(diào)節(jié)R₂，使A₁的示數(shù)為I₁，記錄R₂的值。

E．?dāng)嚅_S₂，閉合S₃

F．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使 A₁、A₂的指針偏轉(zhuǎn)適中，記錄A₁ 的示數(shù)I₁

請(qǐng)按合理順序排列實(shí)驗(yàn)步驟（填序號(hào)）： 　          　。

 

 （2）將電流表A₂（較小量程）改裝成電流表A（較大量程）

 如果（1）中測(cè)出A₂ 的內(nèi)阻為 468.0Ω，現(xiàn)用 R₂將A₂ 改裝成量程為20mA的電流表A，應(yīng)把R₂，設(shè)為　　與A₂ 并聯(lián)，改裝后電流表 A的內(nèi)阻 R_A為　　　　Ω。

 （3）利用電流表A電阻箱R₃，測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

用電流表A、電阻箱 R₃及開關(guān)S按圖①所示電路測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。實(shí)驗(yàn)時(shí)，改變R₁的值，記錄下電流表A的示數(shù)I，得到若干組 R₃、I的數(shù)據(jù)，然后通過(guò) 作出有關(guān)物理量的線性圖象，求得電池電動(dòng)勢(shì) E和內(nèi)r。

a．請(qǐng)寫出與你所作線性圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 　　　　　　　　　　　。

b．請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)坐標(biāo)中作出定性圖象（要求標(biāo)明兩上坐標(biāo)軸所代表的物理量，用符號(hào)表示）。

c．圖中 　　　　　　　　　表示E。

圖中 　　　　　　　　　表示r。

Answer 1

答案：（1）C  B  F  E  D  A；（2）  12 Ω   11.7；

  （3）答案一：a.. R₃＋R_A＝E()－r

　　　　　　　　b.

c.直線的斜率 縱軸截距的絕對(duì)值

 

答案二：a.. ＝（R₃＋R_A）＋

　　　　　　　b.

              

 

c．直線斜率的倒數(shù) 縱軸截距除以斜率

   

答案三：a.. R₃=E()－(r+R_A)

              b.

 

             　c. 直線的斜率  縱軸截距的絕對(duì)值與 R_A的差

解析：

（1）此為替換法測(cè)定電流表A₂的內(nèi)阻，兩次調(diào)節(jié)使A₁中的電流不變，則電阻箱R₂的值為電流表A₂的內(nèi)阻。

（2）某電流表改裝如下圖所示，A₂的滿偏電流I₂＝500μA，改裝后電流表的最大電流I₁＝20mA，則通過(guò)電阻R的電流為I＝I₁－I₂，則R兩端的最大電壓U＝I₂R_A2，則部分電路歐姆定律得：R＝，代入數(shù)據(jù)得R＝12Ω，改裝后電流表A的內(nèi)阻R_A＝＝＝11.7Ω。

 

（3）電阻箱電阻為R₃，電流表電阻為R_A，電源內(nèi)阻為r，電流表讀數(shù)為I，由閉合電路的歐姆定律知：E＝I(R₃＋R_A+r)，則R₃＋R_A＝－r。

其圖象如圖（見(jiàn)答案圖）所示，圖中直線的斜率表示電動(dòng)勢(shì)E，縱軸截距的絕對(duì)值表示內(nèi)阻r。其它兩種請(qǐng)自己研究。