问题 问答题

某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R0(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).在操作台上还准备了如下实验器材:

A.电压表V(量程4V,电阻RV约为4.0kΩ)

B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)

C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)

D.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流1A)

E.电阻箱R2(0~999.9Ω,最小分度值0.1Ω)

F.开关S一只、导线若干

(1)为了测定电阻R0的阻值,请根据题中所给的实验器材,设计一个测量R0阻值的电路图,并将实验原理图画在图1的方框中(在图中标注所用器材符号).

(2)在做完(1)实验后,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材设计一个测量锂电池的电动势E和内阻r的电路图,并将实验原理图画在图2的方框中(标注所用器材符号).

(3)为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,根据你在(2)中设计的原理图,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式______.根据你写的函数关系式所画出的线性函数图象,纵轴截距的物理意义是______,斜率的物理意义是______.

答案

(1)电阻R0中最大电流约为Imax=

E
R0
=
3.7
2000
=1.85mA,电流表用A2.采用电流表内接法,误差较小.让R0与电流表串联,再与电压表并联,接到滑动变阻器滑片上,接入电路,电路图如图1所示;

(2)滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,可用余下的器材电压表V和电阻箱R2合作测量锂电池的电动势E和内阻r.电路如图2所示.

(3)根据闭合电路欧姆定律得:

E=U+

U
R2
r

变形后得:

1
U
=
1
E
+
r
E
?
1
R2
,所以

1
U
1
R2
的线性关系是:
1
U
=
1
E
+
r
E
?
1
R2
,纵轴截距的物理意义是电动势的倒数,斜率的物理意义是短路电流的倒数.

故答案为:(1)如图1

(2)电路如图2

(3)可以用电阻箱和电压表法测定电源的电动势和内电阻,电路如图.

1
U
1
R2
的线性关系是:
1
U
=
1
E
+
r
E
?
1
R2
;电动势的倒数;短路电流的倒数.

多项选择题
多项选择题