Question

【題目】某課外小組在參觀工廠時，看到一丟棄不用的電池，同學們想用物理上學到的知識來測定這個電池的電動勢和內阻，已知這個電池的電動勢約為11～13 V，內阻小于3 Ω，由于直流電壓表量程只有3 V，需要將這只電壓表通過連接一固定電阻（用電阻箱代替），改裝為量程為15 V的電壓表，然后再用伏安法測電池的電動勢和內阻，以下是他們的實驗操作過程：

（1）把電壓表量程擴大，實驗電路如圖甲所示，實驗步驟如下，完成填空:

第一步：按電路圖連接實物

第二步：把滑動變阻器滑片移到最右端，把電阻箱阻值調到零

第三步：閉合開關，把滑動變阻器滑片調到適當位置，使電壓表讀數為3 V

第四步：把電阻箱阻值調到適當值，使電壓表讀數為________V

第五步：不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯，撤去其他線路，即得量程為15 V的電壓表。

（2）實驗可供選擇的器材有：

A．電壓表（量程為3 V，內阻約2 kΩ）

B．電流表（量程為3 A，內阻約0．1 Ω）

C．電阻箱（阻值范圍0～9 999 Ω）

D．電阻箱（阻值范圍0～999 Ω）

E．滑動變阻器（阻值為0～20 Ω，額定電流2 A）

F．滑動變阻器（阻值為0～20 kΩ ）

回答：電阻箱應選________，滑動變阻器應選________。

（3）用該擴大了量程的電壓表（電壓表的表盤沒變），測電池電動勢E和內阻r，實驗電路如圖乙所示，得到多組電壓U和電流I的值，并作出U－I圖線如圖丙所示，可知電池的電動勢為________V，內阻為________Ω．

Answer 1

【答案】（1）0．6 （2）C；E （3）11．5；2．5

【解析】

試題分析：（1）把3V的直流電壓表接一電阻箱，改裝為量程為15V的電壓表時，將直流電壓表與電阻箱串聯，整個作為一只電壓表，據題分析，電阻箱阻值調到零，電壓表讀數為3V，則知把電阻箱阻值調到適當值，使電壓表讀數為0．6V．

（2）由題，電壓表的量程為3V，內阻約為2kΩ，要改裝成15V的電壓表，根據串聯電路的特點可知，所串聯的電阻箱電阻應為4×2kΩ=8kΩ．故電阻箱應選C；在分壓電路中，為方便調節，滑動變阻器選用阻值較小的，即選E．

（3）由丙讀出，外電路斷路時，電壓表的電壓為U=2．3V，則電源的電動勢為E=2．3×5=11．5V，內阻為