Question

19．测定电源的电动势和内电阻的实验电路和U-I图象如下：请回答下列问题

（1）在闭合开关之前移为防止电表过载而动滑动变阻器的滑动头P应放在a处
（2）现备有以下器材：
A．干电池1个     B．滑动变阻器（0～50Ω）
C．滑动变阻器（0～1750Ω） D．电压表（0～3V）E．电压表（0～15V）      F．电流表（0～0.6A）G．电流表（0～3A）
其中滑动变阻器应选B，电流表应选F，电压表应选D．（填字母代号）
（3）右图是根据实验数据画出的U-I图象．由此可知这个干电池的电动势E=1.5V，内电阻r=1Ω．和干电池的真实值相比：电动势测量值小于真实值，内电阻测量值小于真实值；（填大于或小于或等于）

Answer 1

分析 （1）闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处．
（2）根据实验中给出电源及电流的数据结合实验原理明确各仪表的选择；
（3）在U-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小．

解答 解：（1）闭合开关之前滑动变阻器的滑动头P应放在最大值位置处，即a处．
（2）实验中干电池为1.5V，故电压表选择D即可；因电源电动势较小，电路中电流较小；故电流表选择F；为了便于调节，滑动变阻器选择小电阻B；
在U-I图象中图象与纵坐标的交点等于电源的电动势，
所以由图可以读出电源的电动势为1.5V，
图象中的斜率表示电源的内阻，
所以电源的内阻为：r=$\frac{1.5-1.1}{0.4}$Ω=1Ω．
考虑电压表的内阻，根据实验的原理E=U+（$\frac{U}{{R}_{0}+R}$+$\frac{U}{{R}_{V}}$）r
$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$（1+$\frac{r}{{R}_{V}}$）+$\frac{r}{E}$•$\frac{1}{{R}_{0}}$•$\frac{1}{{R}_{0}+R}$，考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示$\frac{1}{E}$（1+$\frac{r}{{R}_{V}}$），
所以E_测小于E_真，r_测小于r_真．
故答案为：（1）a；（2）B  F  D；（3）1.5，1，小于，小于

点评 本题考查了作图象、求电源电动势与内阻，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，电源U-I图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻．