题目内容
9.在做“测定电源的电动势和内阻”实验时,所给器材有:阻值为R0的定值电阻、数字电压表(选择开关已经置于直流电压挡位)、被测电池组、电阻箱和开关.(1)请在图1中完成电路图连线,定值电阻在电路中的作用是充当保护电阻.
(2)正确连接电路之后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值R,读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值R,读取多组数据,作出了如图1所示的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{{R}_{0}+R}$图象.图象某点对应的横坐标与纵坐标的比值的物理意义是回路电流.该直线与纵轴交点纵坐标约为0.11V-1,根据此图象可求得被测电池组的电动势E为9V;内阻r为40.5Ω.
分析 (1)明确实验原理,从而确定电路图,再分析定值电阻的基本作用;
(2)根据闭合电路欧姆定律进行分析,列出与图象对应的表达式,从而分析电源的电动势和内电阻.
解答 解:(1)由题意可知,本实验采用电压表和电阻箱进行实验,故应将电阻箱与电压表并联接在电源两端,而接入的定值电阻在电路中起保护作用,与电源串接即可;故原理图如图所示;
(2)根据闭合电路欧姆定律,应有E=U+$\frac{U}{R+{R}_{0}}$,所以图乙图象的横坐标与纵坐标之比$\frac{U}{R+{R}_{0}}$实际上即为回路电流.
将E=U+$\frac{U}{R+{R}_{0}}$r变形为$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$$\frac{1}{R+{R}_{0}}$,所以纵轴截距$\frac{1}{E}$=0.11,解得E=9V,斜率k=$\frac{r}{E}$═$\frac{0.65-0.11}{12×1{0}^{-2}}$=4.58
故r=KE=4.58×9=41.2Ω
故答案为(1)电路图如图所示;保护电阻
(2)回路电流
(3)9;41.2,
点评 本题考查电源的电动势和内电阻的实验,对于涉及到用图象解得问题,一般思路是首先根据物理规律列出表达式,然后再整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的关系式,然后再根据斜率和截距的概念列式求解即可.
练习册系列答案
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