Question

【題目】某課外小組在參觀工廠時，看到一丟棄不用的電池，同學們想用物理上學到的知識來測定這個電池的電動勢和內阻，已知這個電池的電動勢約為11～13V，內阻小于3Ω，由于直流電壓表量程只有3V，需要將這只電壓表通過連接一固定電阻(用電阻箱代替)，改裝為量程為15V的電壓表，然后再用伏安法測電池的電動勢和內阻，以下是他們的實驗操作過程：

(1)把電壓表量程擴大，實驗電路如圖甲所示，實驗步驟如下，完成填空：

第一步：按電路圖連接實物

第二步：把滑動變阻器滑片移到最右端，把電阻箱阻值調到零

第三步：閉合開關，把滑動變阻器滑片調到適當位置，使電壓表讀數為3V

第四步：把電阻箱阻值調到適當值，使電壓表讀數為________V

第五步：不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯，撤去其他線路，即得量程為15V的電壓表.

(2)實驗可供選擇的器材有：

A.電壓表(量程為3V，內阻約2kΩ)

B.電流表(量程為3A，內阻約0.1Ω)

C.電阻箱(阻值范圍0～9999Ω)

D.電阻箱(阻值范圍0～999Ω)

E.滑動變阻器(阻值為0～20Ω，額定電流2A)

F.滑動變阻器(阻值為0～20kΩ)

則電阻箱應選________，滑動變阻器應選________.

(3)用該擴大了量程的電壓表(電壓表的表盤沒變)，測電池電動勢E和內阻r，實驗電路如圖乙所示，得到多組電壓U和電流I的值，并作出U－I圖線如圖丙所示，可知電池的電動勢為________V，內阻為________Ω.

Answer 1

【答案】(1)0.6 (2)C E (3)11.5 2.5

【解析】(1)將3V電壓表改裝成15V量程，串聯電阻箱后的內阻是原來內阻的5倍，由于滑動變阻器的位置不變，分壓部分的兩端電壓仍為3V，此時電壓表讀數為0.6V.

(2)改裝電壓表需要串聯大電阻，故選C；在分壓電路中為方便調節(jié)，選用阻值較小的滑動變阻器，故選E.

(3)由圖丙知，當外電路斷路時，電壓表的電壓為U＝2.3V，電源的電動勢為E＝2.3×5V＝11.5V，內阻為r＝＝Ω＝2.5Ω.