Question

某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r。除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：

A. 电流表G：测量范围0～10 mA，内电阻未知；

B. 电流表A：测量范围0～0.5 A，内电阻很小；

C. 电阻箱R₀：电阻变化范围0～999.9 Ω，最小精度0.1 Ω；

D. 滑动变阻器R：电阻变化范围0～20 Ω；

E. 开关一个、导线若干。

(1)实验中，首先需将电流表G改装成电压表。该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻，其主要实验步骤如下，请完成步骤中的填空：

图1

①将R₀调到某一设定值，滑动变阻器R的滑动触头移到________(选填“左端”“右端”或“任意”)位置，然后闭合开关；

②多次改变R₀的大小，反复调节滑动变阻器的滑动触头位置，发现当R₀＝5.0 Ω时，电流表G的示数为10.0 mA，电流表A的示数为0.210 A，则电流表G的内电阻为________Ω；

③拆开电路，采用电阻箱R₀与电流表G串联的方式，将电流表G改装成量程为2 V的电压表V，则R₀的值应调为________Ω。

(2)用改装成的电压表V和电流表A，采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻。根据电压表V的示数U与电流表A的示数I，经描点、连线得到U－I图象如图3所示。根据图象可求得该干电池的电动势E＝________V；内电阻r＝________Ω。(保留三位有效数字)

Answer 1

解析：(1) ①根据安全的原则，闭合开关前，应将滑动触头滑到左端，以保证测量电路部分的电压和电流最小，电表不会因电压和电流过大而被烧坏；②依题意知，通过R₀的电流为IR₀＝I_A－I_g＝0.200 A，有UR₀＝IR₀R₀＝1.0 V，则R_g＝＝ Ω＝100 Ω；③改装后的电压表总内阻R_V＝＝200 Ω，则R₀＝R_V－R_g＝200 Ω－100 Ω＝100 Ω。(2)根据实验原理，电源的伏安特性图线的纵截距为电源的电动势，可从图中读出为1.46 V(或1.47 V)，电源内电阻为图线斜率的绝对值，即r＝||＝ Ω＝0.920 Ω。

答案：(1)①左端　②100　③100

(2)1.46(1.47)　0.920(0.940)