Question

【題目】為了測定某迭層電池的電動勢（約20V~22V）和電阻（小于2Ω），需要把一個量程為10V的直流電壓表接一固定電阻（用電阻箱代替），改裝為量程為30V的電壓表，然后用伏安法測電源的電動勢和內電阻，以下是該實驗的操作過程：

(1)把電壓表量程擴大，實驗電路如圖甲所示，請完成第五步的填空。

第一步：把滑動變阻器滑動片移至最右端

第二步：把電阻箱阻值調到零

第三步：閉合電鍵

第四步：把滑動變阻器滑動片調到適當位置，使電壓表讀數為9V

第五步：把電阻箱阻值調到適當值，使電壓表讀數為 ______ V

第六步：不再改變電阻箱阻值，保持電壓表和電阻箱串聯，撤去其它線路，即得量程為30V的電壓表

(2)上述實驗可供選擇的器材有：

A．迭層電池（電動勢約20V~22V，內電阻小于2Ω）

B．電壓表（量程為10V，內阻約10kΩ）

C．電阻箱（阻值范圍0~9999Ω，額定功率小于10W）

D．電阻箱（阻值范圍0~99999Ω，額定功率小于10W）

E．滑動變阻器（阻值為0~20Ω，額定電流2A）

F．滑動變阻器（阻值為0~2kΩ，額定電流0.2A）

電阻箱應選 _______，滑動變阻器應選_______（用大寫字母表示）。

(3)用該擴大了量程的電壓表（電壓表的表盤沒變），測電源電動勢E和內電阻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，內電阻為_______ Ω。

Answer 1

【答案】3； D； E； 21.3； 1.8

【解析】

（1）把10V的直流電壓表接一電阻箱，改裝為量程為30V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9V，則知把電阻箱阻值調到適當值，使電壓表讀數為3V。
（2）由題，電壓表的量程為10V，內阻約為10kΩ，要改裝成30V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2×10kΩ=20000Ω．故電阻箱應選D。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=7.1V，則電源的電動勢為E=3×7.1=21.3V，內阻為。