Question

现想要测量某电源的电动势E和内电阻r（E约为4.5V，r约为1.5Ω），而手头只有以下器材：
A．电源（电动势E约为4.5V，内电阻r约为1.5Ω）
B．量程0-3V内阻很大的电压表（可看成理想电压表）
C．量程0-0.5A内阻约为1Ω电流表（不能看成理想电流表）
D．滑动变阻器R（阻值调节范围0-20Ω）
E．定值电阻Ro（阻值为4Ω）
F．电键S、导线若干
（1）某同学根据上面给出的实验器材，设计出实验电路图如图所示进行实验，电路接法正确，线路、器材完好，却没有办法测出该电源电动势和内电阻，请你通过估算帮他分析不能成功的原因．
（2）另一同学在上面实验电路图的基础上稍加改进，便可以方便地测量出电源电动势和内电阻的值，请你在答卷的虚线框中画出能测出电源电动势和内电阻的实验电路图．
（3）如果利用正确的实验电路图，通过改变滑动变阻器的阻值，得到两组电压和电流的读数分别为U₁、I₁和U₂、I₂，试根据这两组电压和电流的读数表示出被测电源的电动势的表达式E=______

1U

 

2-I

 

2U

 

1

I   1 -I

2

Answer

本题考查了闭合电路欧姆定律，以及电表正常工作的条件．
【解析】
（1）、实验中两只电表都不能超出量程，要使电流表A不超出量程、必须 即R值必须大于6.5Ω左右．
而要使电压表不超出量程，需满足U=，即R值必须小于2Ω左右．
计算表明：滑动变阻器无论怎样调节，总有一个电表会超出量程，故没有办法测出该电源电动势和内电阻．
故答案为滑动变阻器无论怎样调节，总有一个电表会超出量程，故没有办法测出该电源电动势和内电阻．
（2）、实验电路如图所示
（3）、
故正确答案为E=，r=-