Question

【題目】在學校開展的課外實踐活動中，某物理興趣小組欲利用所學的知識來測量一電動自行車蓄電池的電動勢（約為30～36V）和內阻（4Ω左右）。

（1）該實驗小組利用一個量程為15V的直流電壓表V1（內阻Rg約為10kΩ）接一個電位器R0（可變電阻），改裝成量程為45V的電壓表V2．現有兩個電位器：

A．電位器（阻值范圍0～9999Ω）

B．電位器（阻值范圍0～99999Ω）

則應選_____（填“A”或“B”）電位器進行改裝。

（2）該實驗小組利用如圖甲所示的實驗電路來進行改裝，請完成第③步的填空：

①將電位器的阻值調到零；

②調節滑動變阻器，使電壓表V1的示數為9V；

③保持滑動變阻器阻值不變，調節電位器，使電壓表V1的讀數變為_____V；

④不再改變電位器阻值，保持電壓表和電位器的連接，撤去其他電路，即可得到量程為45V的電壓表V2（虛線框內所示）。

（3）該小組將改裝后的電壓表V2（電壓表的表盤沒變）按照圖乙所示的實驗電路連接后，測量電池的電動勢和內阻（圖中滑動變阻器R的最大阻值為50Ω，電流表的量程為3A，內阻忽略不計），其實驗步驟如下：

①將滑動變阻器R的阻值調到最大，閉合開關S；

②多次調節滑動變阻器R的阻值，記下多組電流表A的示數1和電壓表V 的示數U；

③以U為縱坐標、I為橫坐標，作出U﹣I圖線（用直線擬合）；

④根據U﹣I圖線求出該蓄電池的電動勢和內阻。

回答下列問題：

①分別用E和r表示該蓄電池的電動勢和內阻，則U 與I的關系式為U=_____（用E、r和I表示）；

②若根據測得數據作出的U﹣I圖象如圖丙所示，則該蓄電池的電動勢為_____V，內阻為_____Ω。

Answer 1

【答案】 B 3 34.5 4.5

【解析】(1)利用一個量程為15V的直流電壓表V1（內阻Rg約為10kΩ）接一個電位器R0（可變電阻），改裝成量程為45V的電壓表V2．量程擴大3倍，根據串聯電路規律可知，應串聯電阻為原電阻的2倍，故應串聯電阻約為20kΩ，故應選B電阻箱；

(2)由(1)可知，要擴大至45V，應串聯電壓表內阻2倍的定值電阻，由題意可知，電路兩端電壓為9V，故總電壓為9V，根據串聯電路規律可知，應使電壓表分壓原來的三分之一，故電壓表示數為3V；

(3)根據改裝原理可知，路端電壓為電壓表示數的3倍，根據閉合電路歐姆定律可知；則變形可得

根據圖象可知，解得， 。