题目内容
2.实验室中有下列器材:量程3V的电压表V(内阻较大)、滑动变阻器R′、固定电阻R1=4Ω、开关S、导线若干.欲测量某一电源的电动势E及内阻r(E约为4.5V,r约为1.5Ω)(1)请从电阻箱R,量程0.5A的电流表A中,选出一个器材,设计一个测量方案(画出实验电路原理图即可).
(2)用图象法处理由你设计的实验得到的数据时,要使图线是直线如何建立坐标轴?如何进一步由图象求得待测电源的电动势E和内阻r?
分析 (1)分析电路中的电流,从而选择出合适的器材进行实验,本题中电流表量程过小,故只能使用电压表与电阻箱进行测量,为保护电源应将保护电阻直接与电源串联才行,从而可选出正确的电路图;
(2)根据闭合电路欧姆定律写出有关电动势与电压的关系,然后整理出有关电源与电阻之间的一次函数表达式,即可求解.
解答 解:(1)电源电动势为4.5V,内阻约为1.5Ω,保护电阻为4Ω,则电路中电流最大约为:I=$\frac{4.5}{5.5}$=0.8A,大于了0.5A,故应采用伏电阻箱进行测量; 电路图如图所示;
(2)根据闭合电路欧姆定律应有:E=U+$\frac{U}{R}$(r+R1),整理可得$\frac{1}{U}$=$\frac{{R}_{1}+r}{E}•\frac{1}{R}$+$\frac{1}{E}$
根据数学函数关系可知,$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象是一条倾斜直线,故应作出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象进行分析;由图象求出对应的斜率和截距即可求解电动势和内电阻.
故答案为:(1)如图所示; (2)作出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象进行分析;由图象求出对应的斜率和截距即可求解电动势和内电阻.
点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验,要注意明确实验中常用的方法有:伏安法、伏阻法和安阻法,要能根据题目要求正确选择对应的接法,同时本题还应注意为了防止短路和保护电源,应串接保护电阻R1,同时在分析数据时可以当作等效内阻进行处理.
练习册系列答案
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