Question

12．某同學在實驗室準備用以下器材測一個電源的電動勢E和內阻r，要求測量盡量準確、能測量多組數椐且滑動變阻器調節(jié)方便．
A．電流表G：量程500μA，內阻200Ω
B．待測電源E：電動勢約3.0V，內阻未知
C．電流表A：量程2A，內阻約0.1Ω
D．滑動變阻器R₁：最大阻值10Ω，額定電流2A
E．電阻箱R₂：0～9999Ω
F．開關S一個，導線若干
（1）該同學首先把G表和電阻箱R₂串聯，將它改裝成一只量程為3V的電壓表，則電阻箱R₂應調到5800Ω．
（2）接著利用電流表A和改裝后的電壓表，將各元件連接成圖甲所示的測量電路測電源的電動勢E和內阻r，但該同學在連線時漏了一條導線，請在答題卷的圖甲中用筆畫線代替導線，將電路連接完整．

（3）利用上面補充完整的電路測量電源的電動勢E及內阻r，若用測量的數據，作出的G表的示數I_g與通過滑動變阻器的電流I的關系圖象如圖乙所示，則可得到電源的電動勢E=3.0V，內阻r=1.2Ω（計算結果均保留兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據伏安法測電阻的實驗方法可測出G表內阻，注意電表的量程，從而選擇合適的電路圖；并得出內阻的表達式；
（2）根據實驗原理明確實驗中實物圖的接法，則可得出缺少的導線；
（3）通過計算得出電源的路端電壓，由閉合電路歐姆定律可得出電源的電動勢和內電阻．

解答 解：（1）將電流表改裝后電壓表應串聯一個大電阻，此時電流表分壓仍為：
U_g=I_gR_g；
總電壓為為3V，則根據改裝原理可知：
3=0.5×10^-3×（R+200）；
解得：R=5800Ω；
（2）根據原理圖可明確實驗電路實物圖中電流表和開關右側導線缺失；故補齊即可；
（3）根據閉合電路歐姆定律可知：
I_g（R+R_g）=E-Ir
則有：I_g=$\frac{E}{6000}$-$\frac{I}{6000}$
由圖象可知：E=500×10^-6×6000=3V；
r=6000×$\frac{（500-200）×1{0}^{-5}}{1.50}$=1.2Ω；
故答案為：（1）5800；（2）如圖所示；（3）3.0，1.2

點評 本題考查伏安法測電阻以及測量電源的電動勢和內電阻，在解題時要注意分析實驗中給出的儀器是否符合實驗要求，然后才能根據我們所學內容進行分析得出合理的實驗電路，并能進行數據處理．