Question

15．在一次課外實(shí)踐活動(dòng)中，某課題研究小組收集到數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等電子產(chǎn)品中的一些舊電池以及從廢舊收音機(jī)上拆下的電阻、電容、電感線圈等電子元件．現(xiàn)從這些材料中選取兩個(gè)待測元件，一是電阻R₀（約為2kΩ），二是手機(jī)中常用的鋰電池（電動(dòng)勢E標(biāo)稱值為3.7V，允許最大放電電流為100mA）．在操作臺(tái)上還準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)器材：

A．電壓表（量程4V，電阻R_V約為4.0kΩ）
B．電流表A₁（量程100mA，內(nèi)阻不計(jì)）
C．電流表A₂（量程2mA，內(nèi)阻不計(jì)）
D．滑動(dòng)變阻器R₁（0～2kΩ，額定電流0.1A）
E．電阻箱R₂（0～999.9Ω）
F．開關(guān)S一只，導(dǎo)線若干．
（1）為了測定電阻R₀的阻值，小組的一位成員設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路原理圖，所選取的相應(yīng)器材（電源用待測的鋰電池）均標(biāo)在圖上，其器材選取中有不妥之處，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣調(diào)整？用A₂替換A₁
（2）如果在實(shí)際操作過程中，發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)變阻器R₁、電壓表已損壞，用余下的器材測量鋰電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r．
①請(qǐng)你在圖2方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖（標(biāo)注所用器材符號(hào)）；
②該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中取得多組數(shù)據(jù)，然后作出如圖3所示的線性圖象處理數(shù)據(jù)，則電源電動(dòng)勢為3.5V，內(nèi)阻為7Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，估算出電路中電流的范圍，從而得到電流表量程偏大．
（2）①滑動(dòng)變阻器可以用電阻箱替換，由于電阻箱的電阻可以直接讀出，因而可以不用電壓表；
②先推導(dǎo)出電阻R與電流關(guān)系的一般表達(dá)式，然后結(jié)合圖象得到數(shù)據(jù)．

解答 解：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，當(dāng)滑動(dòng)變阻器短路時(shí)，電流為：I=$\frac{E}{r+{R}_{0}}=\frac{3.7}{r+2000}$，故用電流表A₁ 量程太大，讀數(shù)不準(zhǔn)確；
故答案為：用A₂替換A₁ ．
（2）①因電壓表不能用，故應(yīng)采用電流表和電阻箱E串聯(lián)，采用伏阻法進(jìn)行測量；故電路圖如圖所示

②根據(jù)閉合電路歐姆定律，電流的表達(dá)式為：I=$\frac{E}{r+{R}_{2}}$，則：$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}r+\frac{{R}_{2}}{E}$，
結(jié)合圖象可以得到：r=7Ω，E=3.5V
故答案為：（1）用A₂替換A₁；（2）①如圖所示；②3.5；7

點(diǎn)評(píng) 本題考查測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確本實(shí)驗(yàn)可以采用伏安法、伏阻法以及安阻法，要求能熟練應(yīng)用閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)原理并求解對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)．