Question

【題目】小明在測定一節干電池的電動勢E和內阻r的實驗中，管理員給他提供了如下器材：

A.待測的干電池(E≈1.5V，r≈1.0Ω)	E.滑動變阻器R2(0～20Ω，10A)
B.電流表A1(0～3mA，Rg1=100Ω)	F.電阻箱R0(0～999Ω)
C.電流表A2(0～0.6A，Rg2約為0.1Ω)	G.開關和導線若干
D.滑動變阻器R1(0～2kΩ，1A)

(1)由于沒有電壓表管理員給小明設計了如圖所示的甲、乙、丙、丁四個實驗電路，并要求他用圖像法處理實驗數據，你認為應該選擇圖________作為實驗電路，在你選擇的電路中，為了操作方便且能更準確地進行測量，滑動變阻器應選________(填寫器材前的字母代號)。

(2)小明選出合理的實驗電路后，把與R0串聯的電流表當作量程為0～3V的電壓表使用，因此他應該將電阻箱R0的阻值調至________Ω。

(3)小明選出合理的實驗電路后，嚴格按照實驗步驟和操作規范進行實驗，測出了六組電流表A1的示數I1和電流表A2的示數I2，并繪出了如圖所示的I1－I2圖線，則被測干電池的電動勢E=________V，內阻r=________Ω。(結果保留2位小數)

Answer 1

【答案】丙 E 900 1.48(或1.49) 0.85

【解析】

(1)[1][2]．將小量程電流表A1與電阻箱R0串聯并將電阻箱調至某一合適的阻值從而將電流表改裝為電壓表，由此排除圖甲、圖丁所示的電路；對于圖乙所示的電路，根據閉合電路歐姆定律可得

E=I2(Rg2＋r)＋I1(Rg1＋R0)

對于圖丙所示的電路，根據閉合電路歐姆定律可得

E=(I1＋I2)r＋I1(Rg1＋R0)

由于Rg2的準確值未知，用圖像法處理數據，圖乙會使測量結果不準確，故應選圖丙所示的電路。由電流表A2的量程分析可知，滑動變阻器應選E。

(2)[3]．根據題圖分析可知應將電阻箱R0的阻值調至900Ω，從而將電流表改裝為量程為0～3V的電壓表。

(3)[4][5]．由圖丙所示的電路可得I1－I2圖線的表達式為

I1=

圖像在縱軸上的截距為

=1.48mA(或1.49mA)；

圖線的斜率的絕對值

k==

聯立并代入數據解得

E=1.48V(或1.49V)

r=0.85Ω