Question

15．某同学在实验室准备用以下器材测一个电源的电动势E和内阻r，要求测量尽量准确、能测量多组数据且滑动变阻器调节方便．
A．电流表G：量程500μA，内阻200Ω
B．待测电源E：电动势约3.0V，内阻未知
C．电流表A：量程2A，内阻约0.1Ω
D．滑动变阻器R₁：最大阻值10Ω，额定电流2A
E．电阻箱R₂：0～9999Ω
F．开关S一个，导线若干

（1）该同学首先把G表和电阻箱R₂串联，将它改装成一只量程为3V的电压表，则电阻箱R₂应调到5800Ω．
（2）接着利用电流表A和改装后的电压表，将各元件连接成图甲所示的测量电路测电源的电动势E和内阻r，但该同学在连线时漏了一条导线，请在图中用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（3）利用上面补充完整的电路测量电源的电动势E及内阻r，若用测量的数据，作出的G表的示数I_g与通过滑动变阻器的电流I的关系图象如图乙所示，则可得到电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.2Ω

Answer 1

分析 （1）根据伏安法测电阻的实验方法可测出G表内阻，注意电表的量程，从而选择合适的电路图；并得出内阻的表达式；
（2）根据实验原理明确实验中实物图的接法，则可得出缺少的导线；
（3）通过计算得出电源的路端电压，由闭合电路欧姆定律可得出电源的电动势和内电阻．

解答 解：（1）将电流表改装后电压表应串联一个大电阻，此时电流表分压仍为U_g=I_gR_g；
总电压为为3V，则根据改装原理可知，3=0.5×10^-3×（R+200）；
解得：R=5800Ω；
（2）根据原理图可明确实验电路实物图中电流表和开关右侧导线缺失；故补齐即可；
（3）根据闭合电路欧姆定律可知：
I_g（R+R_g）=E-Ir
则有：I_g=$\frac{E}{6000}$-$\frac{I}{6000}r$
由图象可知，E=500×10^-6×6000=3V；
r=6000×$\frac{（500-200）×1{0}^{-5}}{1.50}$=1.2Ω；
故答案为：（1）5800；（2）如图所示；
（3）3.0 1.2

点评 本题考查伏安法测电阻以及测量电源的电动势和内电阻，在解题时要注意分析实验中给出的仪器是否符合实验要求，然后才能根据我们所学内容进行分析得出合理的实验电路，并能进行数据处理．