(2009?上海模擬)某同學給實驗室的一個多用電表更換電池時發(fā)現(xiàn),里面除了一節(jié)1.5V的干電池外,還有一個方形的電池(層疊電池),如圖甲所示.
為了測定該電池的電動勢和內(nèi)電阻,實驗室中提供有下列器材:
A.電流表G(滿偏電流10mA,內(nèi)阻10Ω)
B.電流表A(0~0.6A~3A,內(nèi)阻未知)
C.滑動變阻器R(0~100Ω,1A)
D.定值電阻R0(阻值990Ω)
E.開關與導線若干
(1)該同學根據(jù)現(xiàn)有的實驗器材,設計了如圖乙所示的電路,請你按照電路圖在丙圖上完成實物連線.
(2)丁圖為該同學根據(jù)上述設計的實驗電路利用測出的數(shù)據(jù)繪出的I1一I2圖線(I1為電流表G的示數(shù),I2為電流表A的示數(shù)),則由圖線可以得到被測電池的電動勢E1=
9.0
9.0
V,內(nèi)阻r1=
10
10
Ω.(保留兩位有效數(shù)字).
(3)另一位同學也找到了一塊層疊電池,利用上面的實驗連接進行測量,初始時滑片在最右端,但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路,合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片向左滑過一段距離X后電流表A才有讀數(shù),于是該同學根據(jù)測出的數(shù)據(jù)作出了兩個電流表讀數(shù)I1、I2與x的關系圖,如圖戊所示,則根據(jù)圖象可知,此電池的電動勢為E2=
9.0
9.0
V,內(nèi)阻為r2=
11
11
Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
分析:(1)由原理圖按照電路連接的要求,進行連接,注意電表的量程及紅進黑出;
(2)表頭及定值電阻充當電壓表使用,則由閉合電路歐姆定律可得出表達式,由圖象結(jié)合表達式可得出電動勢和內(nèi)電阻;
(3)由兩圖可得出兩電表對應的示數(shù),則由閉合電路歐姆定律可得出電動勢和內(nèi)電阻.
解答:解:(1)由原理圖可知,電路為簡單的并聯(lián)電路,從電源正極開始連接即可,實物連接如右圖
(2)表頭的示數(shù)與定值電阻阻值的乘積可作為路端電壓處理,則由閉合電路歐姆定律可知:
I1(R+RA)=E-I2r
即:I1=
E
R
-
I2
R
r
=
E
R+RA
-
I2
R+RA
r
=
E
1000
-
I2
1000
r
;
由圖可知,圖象與縱坐標的交點為9mA,則有:9mA=
E
1000
;
解得E=9V;
由圖象可知,圖象的斜率為:10×10-3,由公式得圖象的斜率等于
r
1000
,故
r
1000
=10×10-3;
解得r=10Ω
(3)由圖可知當I1=6.0mA時,I2=0.25A;
當I1=3.0mA時,I2=0.55A;
則I1(RA+R)=E-I2r
則有:
1000×6mA=E-0.25r
1000×3mA=E-0.55r
解得:E=9.0   r=11 
故答案為:(1)如圖所示;(2)9.0;10(3)9.0 11.
點評:本題為測量電源的電動勢和內(nèi)電阻的實驗的變形,注意由于沒有電壓表,本實驗中采用改裝的方式將表頭改裝為電壓表,再根據(jù)原實驗的研究方法進行分析研究.
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4
4
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