物理兴趣小组要测量一电动车电池的电动势和内阻．已知该电池电动势为10～12V，实验室备有下列器材：A．电流表（量程0.6A，内阻约为3Ω）B．电压表（量程3V，内阻约为3kΩ）C．定值电阻，

Question

物理兴趣小组要测量一电动车电池的电动势和内阻．已知该电池电动势为10～12V，实验室备有下列器材：
A．电流表（量程0.6A，内阻约为3Ω）
B．电压表（量程3V，内阻约为3kΩ）
C．定值电阻，阻值R=9000Ω
D．定值电阻，阻值R₀=5Ω
E．滑动变阻器（阻值范围0～30Ω）
F．开关一个，导线若干

（1）为保护电池，某同学首先将定值电阻R₀与电池___（填“串联”、“并联”或“串联或并联均可”）．
（2）利用上述器材，设计一个测量电路，在方框中画出测量电路的原理图，并用笔画代替导线，连接实物图．
（3）若电压表读数为U₀电流表读数为I，根据实验测得的多组数据，某同学画出了电池的U-I图象，其斜率的绝对值等于k，在纵轴的截距等于a，为尽量减小系统误差，则该电池的电动势表达式为E=___，内阻表达式为r=___．

Answer 1

（1）为了保护电源，防止出现短路现象；故开始时应将定值电阻与电池串联；
（2）电源的电动势为12V，电压表量程为3V，无法正确测量；题目中给出了定值电阻，故可以采用电表的改装方法进行测量；
电压表和R串联后充当，再采用电流表和滑动变阻器串联的方式即可，原理图如图所示；根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；


（3）根据改装原理可知，改装后的电压值U_串=(3k+5k)/(3)=(8)/(3)U；
则由闭合电路欧姆定律可知：E=U_串+Ir=(8U)/(3)+Ir；
根据图象规律可知，图象与纵坐标的交点为电源的电动势，故E=(8a)/(3)；
图象的斜率表示内电阻，故r=(8k)/(3)；
故答案为：（1）串联；（2）如图所示；（3）(8a)/(3)；(8k)/(3)