Question

【题目】为了测定某迭层电池的电动势（约20V~22V）和电阻（小于2Ω），需要把一个量程为10V的直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为30V的电压表，然后用伏安法测电源的电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：

(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空。

第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端

第二步：把电阻箱阻值调到零

第三步：闭合电键

第四步：把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为9V

第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为 ______ V

第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为30V的电压表

(2)上述实验可供选择的器材有：

A．迭层电池（电动势约20V~22V，内电阻小于2Ω）

B．电压表（量程为10V，内阻约10kΩ）

C．电阻箱（阻值范围0~9999Ω，额定功率小于10W）

D．电阻箱（阻值范围0~99999Ω，额定功率小于10W）

E．滑动变阻器（阻值为0~20Ω，额定电流2A）

F．滑动变阻器（阻值为0~2kΩ，额定电流0.2A）

电阻箱应选 _______，滑动变阻器应选_______（用大写字母表示）。

(3)用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图线如图丙所示，可知电池的电动势为 _______ V，内电阻为_______ Ω。

Answer 1

【答案】3； D； E； 21.3； 1.8

【解析】

（1）把10V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为30V的电压表时，将直流电压表与电阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为9V，则知把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为3V。
（2）由题，电压表的量程为10V，内阻约为10kΩ，要改装成30V的电压表，根据串联电路的特点可知，所串联的电阻箱电阻应为2×10kΩ=20000Ω．故电阻箱应选D。在分压电路中，为方便调节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E。
（3）由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为U=7.1V，则电源的电动势为E=3×7.1=21.3V，内阻为。