Question

15．某同学要测量一电池的电动势和内阻．实验器材有一个电阻箱、一个开关、导线若干和一个自行设计的多用电表．该多用电表的内部结构原理如图1所示，其电流表的量程分别为100mA和1A．

（1）该同学使用多用电表的电流档，采用如图2所示的电路进行实验，并得到了表格中数据．根据表格中数据可知，该同学实验时，多用电表的档位选择开关应接1（填“1”或“2”）

实验次数	1	2	3	4	5
R/Ω	2	4	6	8	10
I/A	0.83	0.46	0.31	0.24	0.19
（1/I）A-1	1.20	2.19	3.20	4.21	5.20
（1/R）Ω-1	0.50	0.25	0.17	0.13	0.10

（2）根据表中提供的实验数据，若利用图象确定电池的电动势和内阻，则应作B图象．（前一物理量为纵轴，后一物理量为横轴）
A．I-R      B．$\frac{1}{I}$-R     C．I-$\frac{1}{R}$     D．$\frac{1}{I}$-$\frac{1}{R}$
（3）根据实验数据，在图3的坐标纸上做出（2）中的图线，若电流表内阻不计，所得图线的斜率用K表示，截距用b表示，则该电池的电动势为$\frac{1}{k}$，内电阻为$\frac{b}{k}$．

Answer 1

分析 由电路图可知，电阻R₀与电阻箱R串连接入电路，根据闭合电路欧姆定律列式，然后进行公式变形，得到$\frac{1}{I}$-R关系式，结合图象分析可得出电源的电动势及内电阻．

解答 解：（1）由表中数据可知，电流表选择1A量程，故表头应并联一个小电阻；故采用先将表头与一电阻串联后，再并联一个小电阻的方式；故应接1；
（3）由闭合电路欧姆定律可知：
I=$\frac{E}{R+r}$
为了得出直线，应将公式变形为：
$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{1}{E}•R$；
故应做出$\frac{1}{I}$-R 图象；
故选：B；
（3）根据给出的数据采用描点法可得出对应的图象如图所示；
由表达式可知：截距$\frac{r}{E}$=b；
斜率k=$\frac{1}{E}$
解得：E=$\frac{1}{k}$；r=$\frac{b}{k}$
故答案为：（1）1      （2）B   
（3）$\frac{1}{k}$； $\frac{b}{k}$

点评 本题涉及测定电源电动势和内电阻的实验原理及具体操作，虽然最后的图象处理不是用的伏安法，但都可以用闭合电路欧姆定律列式分析，作出直线图象是关键．