题目内容

5.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻,实验器材仅有一个电压表(内阻很大)、一个电阻箱、一个开关和导线若干,该同学按如图1所示电路进行实验,测得的数据如下表所示.
实验次数12345
R(Ω)2.04.06.08.010.0
U(V)1.001.191.271.311.35
U/R(A)0.500.300.210.160.13

(1)根据表中提供的数据,若利用图象确定电池的电动势和内电阻,则可作以下四项中的A项图象;
A.$U-\frac{U}{R}$B.R-UC.$R-\frac{U}{R}$D.$\frac{1}{R}-U$
(2)根据(1),利用测得的数据,在图2的坐标纸上画出适当的图象;(3)再写出一组有别于(1)中的量作为坐标,使画出的图象为一条直线,所选的量是:$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$或$\frac{1}{R}-\frac{1}{U}$
(4)由做出的图象可知,该电池的电动势E=1.47V(保留三位有效数字),内阻r=0.94Ω

分析 (1)根据闭合电路欧姆定律可得出相应的表达式,根据表达式选择最简单的图象进行处理;
(2)由描点法即可作出相应的图象;
(3)根据闭合电路欧姆定律公式进行变形,则可得出能画出直线图象的表达式;
(4)由推导出来的表达式结合图象的性质可以得出电动势和内电阻.

解答 解:(1)由闭合电路欧姆定律可知:E=U+$\frac{U}{R}$r,由表中数据可知,U与$\frac{U}{R}$为正比例关系,故可以作出U-$\frac{U}{R}$图象;故选:A
(2)如图所示,建立直角坐标系,采用描点法作图,图象如下图所示;
(3)根据闭合电路欧姆定律可知,$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}•\frac{1}{R}$;故也可以作出$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$或$\frac{1}{R}-\frac{1}{U}$图象;
(4)由图及公式可知,图象中图象与纵轴的交点为电动势,图象的斜率表示内阻,故可知电动势为1.47V;
内阻约为$\frac{1.47-1.00}{0.50}$=0.94Ω
故答案为:(1)A;(2)如下图;(3)$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$或$\frac{1}{R}-\frac{1}{U}$;(4)1.47;0.94

点评 在测量电动势和内电阻的实验中由于公式较多,在解题中要根据题意,灵活的选用相应的表达式.

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