Question

要用電流表和電壓表測定三節(jié)干電池（每節(jié)干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為0.3Ω） 串聯(lián)電池組的電動勢和內(nèi)電阻，現(xiàn)有下列器材供選用：
A．電流表：量程0.6A，內(nèi)電阻1Ω  B．電流表：量程3A，內(nèi)電阻0.2Ω
C．電壓表：量程3V，內(nèi)電阻30kΩ  D．電壓表：量程6V，內(nèi)電阻60kΩ
E．滑動變阻器：0～1000Ω，額定電流0.1A；
F．滑動變阻器：0～20Ω，額定電流2A
G．導(dǎo)線，電鍵
（1）為了使測量結(jié)果較準(zhǔn)確，應(yīng)選用的器材有

 

．（填儀器的字母代號）
（2）畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并連接實(shí)物圖
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)測量得出的數(shù)據(jù)如下表，請?jiān)趫DB的方格紙上畫出U-I圖線．利用圖線可求出電源電動勢和內(nèi)電阻分別為

 

、

 

．

	1	2	3	4	5	6
I/A	0.100	0.200	0.310	0.320	0.500	0.570
U/V	1.37	1.32	1.24	1.18	1.10	1.05

（4）如實(shí)驗(yàn)用電壓表損壞，添加其它電學(xué)儀器，還能測出電源電動勢和內(nèi)電阻嗎？如能請說明需添加的儀器，并畫出實(shí)驗(yàn)電路圖

Answer 1

分析：1、根據(jù)電路電流選擇電流表，根據(jù)電源電動勢選擇電壓表，為方便實(shí)驗(yàn)操作，應(yīng)選最大阻值較小的滑動變阻器．
2、根據(jù)伏安法測電源電動勢與內(nèi)阻的原理作出實(shí)驗(yàn)圖．
3、圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動勢；圖象的斜率絕對值表示電源的內(nèi)阻．
4、根據(jù)閉合電路歐姆定律E=Ir+U=I（r+R）=U+

U

R

r，要測量E和r，需要至少兩組數(shù)據(jù)，有伏安法、伏阻法、安阻法常用的三種方案．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中最大電流為0.57A，為準(zhǔn)確測量，電流表應(yīng)選A，電源電動勢約為1.5×3=4.5V，電壓表應(yīng)選D，
電阻值太大，調(diào)節(jié)不方便，為方便實(shí)驗(yàn)操作，滑動變阻器應(yīng)選F，實(shí)驗(yàn)還需要G、導(dǎo)線與電鍵，即需要的實(shí)驗(yàn)器材是：A、D、F、G．
（2）測量電源電動勢和內(nèi)阻的時(shí)候，由于電源的內(nèi)阻是很小的，為了減小內(nèi)阻的測量誤差，我們選用的是電流表的外接法，電路如圖所示．

根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如下圖：

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的6組數(shù)據(jù)畫出的U-I圖象，如上圖：
圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源的電動勢，由圖可知，電源的電動勢為E=1.46V；
U-I圖象斜率絕對值表示電源內(nèi)阻，
所以待測電池的內(nèi)阻r=

△U

△I

=

1.46-1.00

0.64

=0.72Ω；
（4）如實(shí)驗(yàn)用電壓表損壞，添加電阻箱，運(yùn)用一只電流表和一個(gè)電阻箱測定電源的電動勢和內(nèi)電阻．
電路圖：

故答案為：（1）A、D、F、G
（2）如圖
（3）如圖，1.46V，0.72Ω
（4）添加電阻箱，運(yùn)用一只電流表和一個(gè)電阻箱測定電源的電動勢和內(nèi)電阻，如圖．

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)驗(yàn)器材的選取、作實(shí)驗(yàn)電路圖、求電動勢與內(nèi)阻，知道實(shí)驗(yàn)器材的選取原則、知道實(shí)驗(yàn)原理、掌握應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方法即可正確解題．