12. 某实验小组需测定电池的电动势和内阻，器材有：一节待测电池、一个单刀双掷开关、一个定值电阻(阻值为
)、一个电流表(内阻为
)、一根均匀电阻丝(电阻丝总阻值大于，并配有可在电阻丝上移动的金属夹)、导线若干。由于缺少刻度尺，无法测量电阻丝长度，但发现桌上有一个圆形时钟表盘。某同学提出将电阻丝绕在该表盘上，利用圆心角来表示接入电路的电阻丝长度。主要实验步骤如下：
(1)将器材如图(a)连接：
(2)开关闭合前，金属夹应夹在电阻丝的___________端(填“a”或“b”);
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(3)改变金属夹的位置，闭合开关，记录每次接入电路的电阻丝对应的圆心角
和电流表示数I，得到多组数据;
(4)整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图(b)所示，图线斜率为k，与纵轴截距为d，设单位角度对应电阻丝的阻值为
，该电池电动势和内阻可表示为E=___________，r=___________(用、、k、d、表示)
(5)为进一步确定结果，还需要测量单位角度对应电阻丝的阻值。利用现有器材设计实验，在图(c)方框中画出实验电路图__________(电阻丝用滑动变阻器符号表示);
(6)利用测出的，可得该电池的电动势和内阻。
【答案】 (1).b (2).
(3).
(4).
【解析】
【分析】
【详解】(2)[1]开关闭合前，为了保护电路中的元件，应将电阻丝的最大阻值接入电路，根据电阻定律
可知电阻丝接入越长，接入电阻越大，金属夹应夹在电阻丝的b端。
(4)[2]设圆心角为
时，电阻丝接入电路中的电阻为
，根据闭合电路欧姆定律
可知
整理得
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结合图象的斜率和截距满足
，
解得电源电动势和内阻为
(5)[3]实验器材中有定值电阻和单刀双掷开关，考虑使用等效法测量电阻丝电阻，如图
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原理的简单说明：
① 将开关置于位置，读出电流表示数
;
② 将开关置于电阻丝处，调节电阻丝的角度，直到电流表示数为，读出此时角度θ ;
③ 此时
，即可求得的数值。
编辑：小徐