Question

某班举行了一次物理实验操作技能比赛，其中一项比赛为用规定的电学元件设计合理的电路图，并能较准确地测量一电池组的电动势及其内阻．给定的器材如下：
A．电流表G（满偏电流l0mA，内阻10Ω）
B．电流表A（0～0.6A～3A，内阻未知）
C．滑动变阻器R₀（0～l00Ω，1A
D．定值电阻R（阻值990Ω）
E．多用电表
F开关与导线若干

（1）小刘同学首先用多用电表的直流“10V”档粗略测量电池组的电动势，电表指针如图1所示，则该电表读数为

 

V．
（2）该同学再用提供的其他实验器材，设计了如图2所示的电路，请你按照电路图在答题卷的图3上完成实物连线．
（3）图4为该同学根据上述设计的实验电路利用测出的数据绘出的I₁-I₂图线（I₁为电流表G的示数，I₂为电流表A的示数），则由图线可以得到被测电池组的电动势E=

 

V，内阻r=

 

Ω（保留2位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）根据 电压表量程确定其分度值，读出其示数；
（2）根据电路图连接实物电路图；
（3）该同学将电流表G和定值电阻R串联改装成电压表，根据图丙读出两个状态下的电流值，求出路端电压，由闭合电路欧姆定律分别求出电源的电动势和内阻．

解答：解：（1）电压表量程为10V，由图1所示电压表最小分度为0.2V，可知，其示数为7.2V；
（2）根据图2所示电路图连接实物电路图，把电流表G与定值电阻串联组成电压表，把滑动变阻器串联接入电路，电压表接在电源两端，实物电路图如图所示．
（3）由题分析可知，该同学将电流表G和定值电阻R串联改装成电压表，测量路端电压，图丙读出：
I₂=0.1A时，I₁=7mA，此时路端电压为U₁=I₁（R+r_G）=7×10^-3×（990+10）V=7V，
I₂′=0.5A时，I₁′=5mA，此时路端电压为U₂=I₂（R+r_G）=5×10^-3×（990+10）V=5V，
由闭合电路欧姆定律得知，图象的斜率大小等于电源的内阻，则有 r=

△U

△I

=

7-5

0.5-0.1

Ω=5.0Ω
将图线延长与纵轴相交，如图，读出纵轴截距为I₂″=7.5mA，则电源的电动势为E=I₂″（R+r_G）=7.5×10^-3×1000V=7.5V．
故答案为：（1）7.2；（2）如图所示；（3）7.5；5.0．

点评：连接实物图要按顺序，一般先串联，后并联，注意导线不能交叉，注意电流的流向和电表的量程．本题中还有电表的改装，将电流表G和定值电阻R串联改装即成为电压表．