Question

3．某物理兴趣小组先用伏安法来测定一干电池的电动势和内电阻．现有以下器材可供选用：
A．电流计G₁（量程3.0mA，内阻R_g=10Ω）
B．电流计G₂（量程5.0mA，内阻约为1Ω）
C．电流表A（量程0.6A，内阻约为0.50Ω）
D．滑动变阻器R₁（0～20Ω，10A）
E．电阻箱R₂
F．开关S和导线若干

（1）实验小组先用电流计和电阻箱通过改装成一个电压表，则电流计应选用G₁．（填G₁或G₂）．所用的电阻箱阻值如图1所示，读数是990Ω．
（2）请在图2线框内画出该实验小组所采用的实验电路图．（标注所选择的器材符号）
（3）该小组在（1）、（2）的基础上根据实验设计的电路图测得的数据如表，请你在图3坐标纸上选择合理的标度，并作出相应的图线．

序   号	1	2	3	4	5	6
电流表G（I1/mA）	1.36	1.34	1.26	1.24	1.18	1.12
电流表A（I2/A）	0.12	0.16	0.20	0.28	0.36	0.44

（4）根据（3）中的图线求得电源的电动势E=1.48V（保留三位有效数字），电源的内阻r=0.84Ω（保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据电表的改装原理可明确应采用的电流计；根据电阻箱的读数方法可得出串联的电阻阻值；
（2）根据伏安法测电源电动势与内阻的原理、电源电动势与所给实验器材设计实验电路，由欧姆定律求出电阻箱接入电路的阻值．
（3）根据欧姆定律和串联的知识求出I₁和电源两端电压U的关系，根据图象与纵轴的交点求出电动势，由与横轴的交点可得出路端电压为某一值时电流，则可求得内阻．

解答 解：（1）要想改装电压表，应选用已知内阻的G₁；
由电阻箱的读数方法可得，读数为：9×100+9×10=990Ω；
（2）将R₂与G₁串联充当电压表使用，然后用R₁与A并联接在电源两端，即可测量电动势和内电阻；故原理图如图所示；
（3）改装后的电压表内阻R_V=10+990=1000Ω
由闭合电路欧姆定律可得：
I₁R_V=E-Ir
由图象可知，电源的电动势E=1.48mA×1000=1.48V；
内阻r=$\frac{（1.48-1.0）×1000}{0.57}$=0.84Ω；
故答案为：（1）990；（2）图象如图所示；（3）1.48； 0.84．

点评 本题为测量电源的电动势和内电阻的实验的变形，注意由于没有电压表，本实验中采用改装的方式将表头改装为电压表，再根据原实验的研究方法进行分析研究．在测量电源电动势和内阻时，要注意根据画出的U-I图象分析出电动势及内阻．