Question

3．某課外活動小組自制了西紅柿電池組，現(xiàn)在要測量該西紅柿電池組的電動勢和內(nèi)阻．該西紅柿電池組的電動勢約為2V，內(nèi)阻達一千多歐姆．實驗室現(xiàn)有如下器材供選擇：
多用電表：歐姆擋（×1，×10，×100，×1k）
直流電流擋（0～0.5mA，0～1mA，0～10mA，0～100mA）
直流電壓擋（0～0.5V，0～2.5V，0～10V，0～50V，0～250V，0～500V）
電壓表：（0～3V～15V）
電流表：（0～0.6A～3A）
滑動變阻器：R₁（0～10Ω），R₂（0～2000Ω）
開關(guān)及導(dǎo)線．

（1）該小組同學(xué)先用多用電表直流電壓“0～2.5V”擋粗測了西紅柿電池組的電動勢，指針穩(wěn)定時如甲圖所示，其示數(shù)為1.6V；
（2）為了更精確地測量西紅柿電池組的電動勢和內(nèi)阻，應(yīng)選0～3V電壓，選1mA測電流．（填電表名稱和所選量程）
滑動變阻器應(yīng)選R₂．（填電阻符號）
（3）請設(shè)計方案，在圖乙所示的實物圖上用筆畫線代替導(dǎo)線進行實物連接．

Answer 1

分析 本題（1）的關(guān)鍵是明確“2.5V擋”的含義，應(yīng)明確每小格的電壓讀數(shù)；題（2）的關(guān)鍵是根據(jù)電源電動勢的大小選擇電壓表量程，通過求出通過電源的最大電流來選擇電流表量程，根據(jù)電源內(nèi)阻大小來選擇變阻器阻值；題（3）的關(guān)鍵是由于電源內(nèi)阻較大遠大于電流表內(nèi)阻，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{r}＜\frac{r}{{R}_{A}^{\;}}$，則相對應(yīng)電源來說電流表應(yīng)用內(nèi)接法．

解答 解：（1）、從電壓表盤可知，每小格電壓為0.05V，應(yīng)估讀到0.01V，所以電壓表的讀數(shù)為：U=1.50+0.10=1.6V，要求保留兩位有效數(shù)字，則U=1.6V；
（2）、根據(jù)電源電動勢為1.8V可知，應(yīng)選電壓表的0～3V測電壓；
根據(jù)閉合電路歐姆定律可求出通過電源的最大電流為：${I}_{max}^{\;}$=$\frac{E}{r}=\frac{1.8}{1000}A=1.8mA$，所以應(yīng)選多用電表0～1mA測電流；
滑動變阻器應(yīng)采用限流式接法，應(yīng)選擇與待測電源內(nèi)阻接近的變阻器${R}_{2}^{\;}$；
（3）、根據(jù)題意，變阻器應(yīng)采用限流式接法；由于電源內(nèi)阻較大，滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{r}＜\frac{r}{{R}_{A}^{\;}}$，所以相對電源來說電流表應(yīng)用內(nèi)接法，電路圖如圖所示：

根據(jù)電路圖連線實物圖如圖所示：

故答案為：（1）1.6
（2）電壓表0～3V，多用電表0～1mA，${R}_{2}^{\;}$
（3）如圖所示

點評 應(yīng)明確：①應(yīng)根據(jù)電源電動勢的大小來選擇電壓表的量程，根據(jù)通過電路中的最大電流來選擇電流表量程；②伏安法測電阻時內(nèi)外接法的選擇方法對測量電源電動勢和內(nèi)阻實驗同樣適用（即相對于電源來說，若滿足$\frac{{R}_{V}^{\;}}{r}＞\frac{r}{{R}_{A}^{\;}}$，電流表應(yīng)用外接法，滿足$\frac{\;{R}_{V}^{\;}}{r}＜\frac{r}{{R}_{A}^{\;}}$，電流表應(yīng)用內(nèi)接法）．