Question

用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值R_x.已知电池的电动势约6 V，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧．可选用的实验器材有：

电流表A₁(量程0～30 mA)；

电流表A₂(量程0～100 mA)；

电压表V(量程0～6 V)；

滑动变阻器R₁(阻值0～5 Ω)；

滑动变阻器R₂(阻值0～300 Ω)；

开关S一个，导线若干条．

某同学的实验过程如下：

Ⅰ.设计如图所示的电路图，正确连接电路．

Ⅱ.将R的阻值调到最大，闭合开关，逐次调小R的阻值，测出多组U和I的值，并记录．以U为纵轴，I为横轴，得到如图所示的图线．

Ⅲ.断开开关，将R_x改接在B、C之间，A与B直接相连，其他部分保持不变．重复Ⅱ的步骤，得到另一条U－I图线，图线与横轴I的交点坐标为(I₀，0)，与纵轴U的交点坐标为(0，U₀)．

回答下列问题：

①电流表应选用______，滑动变阻器应选用______；

②由图中的图线，得电源内阻r＝________Ω；

③用I₀、U₀和r表示待测电阻的关系式R_x＝______，代入数值可得R_x；

④若电表为理想电表，R_x接在B、C之间与接在A、B之间，滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置，两种情况相比，电流表示数变化范围________，电压表示数变化范围________(填“相同”或“不同”)．

Answer

A2 R2 25 相同 不同

【解析】①根据题设条件中电池的电动势约，电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧，可估算出电路中的电流为数十毫安，因此电流表应选用，为了电路正常工作，以及方便调节，多测量几组数据，滑动变阻器应选用

②根据图中电路结构可知，电压表测量了电路的路端电压，电流表测量了电路的总电流，因此图中图线斜率绝对值即为电源的内阻，有。

③当改接电路后，将待测电阻与电源视为整体，即为一“等效电源”，此时图线的斜率为等效电源的内阻，因此有，解得。

④若电表为理想电表， 接在B、C之间与接在A、B之间，电路的总电阻可变范围不变，因此电流表的示数变化范围相同， 接在B、C之间时，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，而接在A、B之间时，电压表测量的是滑动变阻器与两端电压的和，由于对应某一滑动变阻器阻值时，电路的电流相同，因此电压表的读数不同，所以电压表示数变化范围也不同。