Question

有兩組同學進行了如下實驗：
(1)甲組同學器材有：電源，滑動變阻器，電流表A1(0－200mA，內阻約11Ω)，電流表A(0－300mA，內阻約8Ω)，定值電阻R1=24Ω，R2=12Ω，開關一個，導線若干。為了測量A1的內阻，該組同學共設計了下圖中A、B、C、D四套方案：

其中最佳的方案是______套，若用此方案測得A1、A2示數分別為180 mA和270mA，則A1的內阻___Ω。
(2)乙組同學將甲組同學的電流表A1拿過來，再加上電阻箱R(最大阻值9.9Ω)，定值電阻R0=6.0Ω，一個開關和若干導線用來測量一個電源(電動勢E約為6.2V，內阻r約為2.1Ω)的電動勢及內阻。請在方框中畫出設計電路圖。

若記錄實驗中電阻箱的阻值R和對應的A1示數的倒數，得到多組數據后描點作出R－圖線如圖所示，則該電源的電動勢E=________V，內阻r=________Ω。(結果保留兩位有效數字)

Answer 1

（1）D，12；（2）電路如圖所示，6.0，2.0．

試題分析：（1）要想測得A₁的內阻應測出流過其中的電流及兩端的電壓，但由題意可知，題目中沒有給出電壓表，故可以考慮采用兩個電流表充當電壓表進行測量；圖中AB采用了此種方法，但是由于兩電流表內阻均不是已知量，只是約數，無法正確測出電阻值；
故可以采用并聯電路的分流原理，則定值電阻分流，則可通過并聯電路的電流規律求得并聯部分的電壓；CD采用的即為此種方法；C中分流電阻采用了12Ω的電阻，則電流表A₂中流過的電流為A₁中電流的兩倍；容易損壞電表；而D中采用了大電阻，則A₁滿偏時，A₂中電流約為：，則能準確的得出數據，故選D方案為最佳方案；由并聯電路的規律可知，定值電阻中的電流為270-180=90mA；則電流表內阻為：；
（2）測電動勢和內電阻需要得出路端電壓和電流；但若把電阻箱和電源串聯，電路中最小電流為：，超過A₁的量程，故應采用定值電阻分流；電路如圖所示；

故閉合電路歐姆定律可知：，整理的：，故圖象中的斜率等于，故：E=6.0V；圖象與縱坐標的交點為-6.0=-r-4，解得：r=2.0；