Question

3．利用如图甲所示电路可以测量电源的电动势和内阻．所用的实验器材有：
待测电源（电动势约为4～6V，内阻约为0.5～2.5Ω）
电阻箱R（最大阻值999.9Ω）
电阻R₀（阻值为20Ω）
电流表A（量程为300mA，内阻为R_A=6Ω）
开关S，导线若干
（1）实验步骤如下：
①将电阻箱阻值调到最大，闭合开关S；
②多次调节电阻箱，记下电流表的示数I和电阻箱相应的阻值R；
③以$\frac{1}{I}$为纵坐标，R为横坐标，作出$\frac{1}{I}$-R 图线；
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b．
（2）电阻R₀的作用是保护电路．
（3）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则$\frac{1}{I}$和R的关系式为$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}（r+{R}_{0}+{R}_{A}）+\frac{1}{E}R$
（4）根据图线求得电源电动势E=4.5V，内阻r=1.0Ω．（保留2位有效数字）

Answer 1

分析 （1）明确实验原理即可明确实验步骤；
（2）定值电阻可以起到保护电路的作用；
（3）根据图a所示电路图应用欧姆定律求出图象的函数表达式．
（4）应用描点法作出图象，然后根据图象分析答题．根据图象与图象的函数表达式求出电源电动势与内阻

解答 解：（1）开始时为了让电流由最大开始调节，故应将电阻箱阻值调至最大；
（2）电阻R0的主要作用是为了控制电路中电流，起到保护作用；
（3）由闭合电路欧姆定律可知：
E=I（R₀+R+r），
则有：$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}（r+{R}_{0}+{R}_{A}）+\frac{1}{E}R$．
由图可知，图象的斜率表示$\frac{1}{E}$=k
解得：E=$\frac{1}{\frac{12.6-6}{30}}$=4.5V；
图象的截距b=6=$\frac{1}{E}$（r+20+6）
解得：r=1Ω；
故答案为：（1）最大；（2）保护电路；（3）$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}（r+{R}_{0}+{R}_{A}）+\frac{1}{E}R$；（4）4.5； 1.0．

点评 本题考查了求图象函数表达式、电表读数、作图象、求电源电动势与内阻问题，应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握描点法作图的方法，要会用图象法处理实验数据．