Question

11．某研究性学习小组欲测定一组蓄电池的电动势E和内阻r，小组的两同学利用相同的器材分别设计了如图1、图2所示的两个电路．R₀为定值电阻，试完成下列问题：
（1）先直接用多用电表粗测该电池的电动势．在操作无误的情况下，多用电表的选择开关和表盘示数如图3和图4所示，其示数为9.6V．

（2）这两个同学通过正确的实验，将实验数据经过处理后作在同一个坐标系中，如图所示，则：

①若选用图1来进行实验，请将图6的实物图连接好；
②在图5中，图线A所选的实验原理图是图1（填“图1”或“图2”），此时图5横坐标物理量应为$\frac{1}{R}$，若用图象B，求得电源的电动势E=10V，内阻r=17.1Ω．

Answer 1

分析 （1）根据多用电表的读数方法可明确电压表的读数；
（2）①根据原理图可得出对应的实物图；
②明确电路结构，根据闭合电路欧姆定律可得出对应的表达式，结合图象和数学规律可求得对应的坐标并能求出电动势和内电阻．

解答 解：（1）由图c可知，多用电表量程选择10V，则最小分度为0.1V，故读数为9.6V；
（2）①根据原理图1可得出对应的实物图；如图所示；
②由图可知，两同学得出的图象不同；根据对应的原理图可知，应是R₀是否作为等效内阻处理的原因；
根据闭合电路欧姆定律可知：U=$\frac{E}{{R}_{0}+r+R}$R
若将R₀视为内阻，变形可知：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{{R}_{0}+r}{E}$$•\frac{1}{R}$；
若将R₀作为外电阻处理，则变形可得：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$$\frac{1}{R+{R}_{0}}$；
则可知，图A和图B的图象不同，说明肯定有一个将定值电阻作为了内电阻；如果将定值电阻作为内电阻，则图象的斜率较大； 故电路图选择的图1；得出的图象斜率故横坐标应为：$\frac{1}{R}$；
若用图B分析，图象的与纵坐标的交点表示电源的电动势；故E=$\frac{1}{0.1}$=10V；
由图可知，A的图象内阻大于B所示内阻；要使得出B所示的图象，应将R₀示数外电阻；故横坐标应为$\frac{1}{R+{R}_{0}}$；
由图可知：r=10×$\frac{0.15-0.1}{3×1{0}^{-2}}$=17.1Ω；
故答案为：（1）9.6；（2）①图1； $\frac{1}{R}$；10；17.1．

点评 本题考查测量电动势和内电阻的实验分析，要注意明确实验原理，明确实验方法，并能正确应用图象进行分析，结合数学规律求出电动势和内电阻．