Question

16．某同学要测某节干电池的电动势和内电阻，已知该干电池的电动势约为1.5V，内阻约2Ω，现有电压表量程约为0～3V，内阻约为3kΩ，电流表量程约为0～0.6A，内阻约为1.0Ω，滑动变阻器有R₁（10Ω，2A）和R₂（100Ω，0.1A）各一只．
（1）实验中滑动变阻器应选用R₁（选填“R₁”或“R₂”）．请在图甲空白处画出该实验电路图，并在图乙中用笔画线代替导线连接实验电路．
（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U-I图象，由图可较准确地求出电源电动势E=1.46V；内阻r=1.83Ω．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器在电路中起到保护电路并调节电流作用，在限流接法中取比内电阻大10左右即可．过大则难以调节；过小起不到应有的调节作用．运用伏安法测量干电池的电动势和内电阻，由于内阻较小，采用电流表外接法连接电路．根据原理图可明确对应的实物图；
（2）由闭合电路欧姆定律可得出电压与电流的关系，结合数学关系可知图象的斜率表示内阻，与纵坐标的交点表示电源的电动势．

解答 解：（1）由题意可知，电源的内阻小于4Ω，故为了易于调节，准确测量，还有R₂额定电流只有0.1A，很容易烧坏，所以滑动变阻器应选小电阻R₁ ．
运用伏安法测量干电池的电动势和内电阻，由于内阻较小，采用电流表外接法连接电路；根据原理图可得出对应的实物图如图所示；
（2）由闭合电路欧姆定律可知：U=E-Ir；
即电动势与电流成一次函数关系，由数学知识可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势；
图象的斜率表示内源内电阻；
故由图可得电动势为：E=1.46V
r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{1.46-0.8}{0.36}$=1.83Ω
故答案为：（1）R₁，原理图如图所示，实物图如图所示；（2）1.46，1.83

点评 测电动势和内电阻实验的考查中，一定会考到数据的处理； 因此要掌握好此实验的图象法分析电动势和内电阻的方法； 同时注意明确原理图以及实物图的连接方法．