Question

17．测电源电动势和内阻有多种方法，教材中列出了三种主要方法．一位同学选择了其中的两种方法做实验，他已有的器材有：开关、干电池、若干导线．
（1）该同学要分别完成这其中的两种实验，他还需在图1中选用的器材有（填写器材对应的序号）ABD或AC；

（2）为更好选择仪器合适的量程，该同学先用多用表粗测干电池的电动势（如图2），选择的量程如图3，则多用电表的读数（如图4）为1.40；

（3）该同学用一种方法测电源电动势和内阻，得到的图象（如图5）所示，则电源的电动势1.47V，内阻0.758Ω（结果均保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）测量电源的电动势和内阻，可以运用伏安法、安阻法、伏阻法测量，都是根据电源的电动势等于内外电压之和进行测量．
（2）多用电表的中间的刻度是直流电压表或直流电流表的读数，结合电压表读数的方法即可读出；
（3）在图线上，斜线与纵坐标的交点就是电源的电动势；斜线斜率的绝对值表示内阻的大小．

解答 解：（1）有三种方法可以测量，方法如下：
若采用伏安法，即运用电压表和电流表进行测量，电压表测量外电压，电流表测量通过电源的电流，原理是：U=E-Ir．测量电路图如下图右；需要多选择电流表A、电压表B、以及滑动变阻器D．
若采取安阻法，即运用电流表和电阻箱进行测量，电流表的读数与电阻箱的阻值的乘积表示外电压，原理是：E=I（R+r）．测量电路图如下图左；需要多选择电流表A、以及变阻箱C．
若采用伏阻法，即运用电压表和电阻箱进行测量，电压表读数与电阻箱阻值的比值表示通过电源的电流，原理是：E=$\frac{U}{R}$（R+r）．测量电路图如下图中；需要多选择电压表B、以及变阻箱C．

故他还需在图1中选用的器材有ABD、AC或BC
（2）由图3可知，选择的是2.5v的直流电压档；由于多用电表的中间的刻度是直流电压表或直流电流表的读数，该处共有50个小刻度，所以每一个小刻度就表示0.05V，由图4可知，读数为28.0，所以电压表的读数为：0.05×28.0=1.40V．
（3）当外电阻为无穷大时，路端电压等于电源的电动势，所以在图线上，斜线与纵坐标的交点就是电源的电动势，延长图线可得：E=1.47 V
根据闭合电路的欧姆定律：E=U+Ir
得：$k=\frac{-△U}{△I}$
即U-I图线中，斜线斜率的绝对值表示内阻的大小$r=\frac{△U}{△I}=\frac{1.47-1.0}{0.62-0}Ω=0.758$Ω
故答案为：（1）ABD；AC；（或BC也正确）（2）1.40；（3）1.47，0.758

点评 解决本题的关键掌握测量电源电动势和内阻的方法，伏安法、伏阻法、安阻法，知道其原理最终是相同的，都是电动势等于内外电压之和．测量电源的电动势和内阻的实验中，U-I图线与纵坐标的交点就是电源的电动势；斜线斜率的绝对值表示内阻的大小．切记．