题目内容
5．某物理学校小组想测量一节旧干电池的电动势和内电阻，身边仅有下列器材：A．一个量程2.5V的电压表（内阻很大）
B．一个阻值为5Ω的定值电阻R1
C．滑动变阻器（0-10Ω）
D．滑动变阻器（0-50Ω）
E．单刀单掷开关
F．单刀双掷开关
G．导线若干
小组成员经过讨论设计了实验原理图（如图1所示），并进行了如下实验：
①根据原理图，选择并连接实验器材；
②闭合开关S1，调节滑动变阻器到适当位置，然后再将双掷开关S2接a端，记录下电压表示数U1，再将双掷开关S2接b端，记录下电压表示数U2；
③调节滑动变阻器，重复步骤②，得到如下表所示的各组数据．
| U1/V | 0.12 | 0.15 | 0.20 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
| U2/V | 1.06 | 1.02 | 0.96 | 0.84 | 0.72 | 0.60 |
（2）请在如图所示的坐标纸中（如图2）画出U2-U1关系图；
（3）该电池的电动势为1.2V，内电阻为1.0Ω（保留两位有效数字）．
分析 （1）根据电路图可知，当S2接a端，电压表测量R1应的电压U1，当S2接b端时，电压表测量R2电压U2，根据两者电压之比等于电阻之比结合表格求出滑动变阻器的范围；
（2）根据描点法作图；
（3）根据闭合电路欧姆定律结合图象的截距和斜率求解即可．
解答 
解：（1）根据电路图可知，当S2接a端，电压表测量R1应的电压U1，当S2接b端时，电压表测量R2电压U2，而R1和R2电流相等，根据表格可知，$\frac{{U}_{2}}{{U}_{1}}$的最大值为8.83，而R1=5Ω，则R2最小为44.15Ω，所以滑动变阻器R2应选择D，
（2）根据描点法作图，如图所示：
（3）根据闭合电路欧姆定律E=U1+U2+$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$r得：U2=E-（1+$\frac{r}{{R}_{1}}$）U1
所以纵轴的截距等于电动势，斜率的绝对值等于1+$\frac{r}{{R}_{1}}$，
根据图象可知，电池的电动势为：
E=1.2V，
1+$\frac{r}{{R}_{1}}$=$\frac{1.2-0.6}{0.5}$
解得：r=1.0Ω．
故答案为：（1）D；（2）如图所示；（3）1.2，1.0．
点评 测定电源的电动势和内电阻的原理是闭合电路欧姆定律，要求同学们会根据描点法作图，能根据图象的斜率的截距所表示的物理意义求解，难度适中．
练习册系列答案
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15．
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如图是某同学对颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的办法是（ ）| A． | 只增加与重物相连的绳的长度 | B． | 只增加重物的重量 | ||
| C． | 只将手指向上移动 | D． | 只将手指向下移动 |