Question

6．某同学用如图1所示实验原理图测量电源电动势和内阻，为了方便测量，选了两节相同电池构成电池组作为被测电源，定值电阻R₀为5.0Ω，电压表（0～3V，内阻约为1.5KΩ；0～15V，内阻约为15KΩ）．调整变阻箱R，获得不同的电压U，测量数据如下表所示，为了方便处理数据，将1/R、1/U也同表对应列出．

测量   次数	1	2	3	4	5	6	7
R/Ω	200	120	100	80	60	40	20
U/V	2.75	2.65	2.62	2.50	2.40	2.24	2.00
1/R	0.005	0.008	0.010	0.013	0.017	0.025	0.050
1/U	0.364	0.377	0.382	0.400	0.417	0.446	0.500

（1）．根据实验原理图，连接实物图．

（2）．根据实验数据，以$\frac{1}{R}$为横坐标，以1/U为纵坐标，已将部分测量数据标注在坐标图上，请将其他测量数据也标注在坐标图，并画出合理的图线．
（3）．根据第（2）问画出图线，算出电池组的电动势E=2.94V，电池组的内阻r=8.05Ω．（保留3位有效数字）

Answer 1

分析 （1）由电路图可知电路结构，根据电路图连接实物图，注意电压表正负接线柱不要接反；
（2）根据描点法作出图象；
（3）根据闭合电路欧姆定律求出$\frac{1}{U}与\frac{1}{R}关系式$，结合图象的斜率以及截距表示的含义求解电动势及内阻．

解答 解：（1）根据电路图，连接实物图，如图所示：

（2）根据描点法作出图象，如图所示：

（3）根据闭合电路欧姆定律得：
U=E-$\frac{U}{R}（{R}_{0}+r）$
解得：$\frac{1}{U}=\frac{1}{E}+\frac{{R}_{0}+r}{E}•\frac{1}{R}$
则$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$图象的斜率k=$\frac{{R}_{0}+r}{E}$，与纵坐标的交点表示$\frac{1}{E}$，
根据图象得：E=$\frac{1}{0.34}=2.94V$，$k=\frac{0.500-0.340}{0.036}$=4.44，
则$\frac{{R}_{0}+r}{E}=4.44$
解得：r=8.05Ω
故答案为：（1）如图所示；（2）如图所示；（3）2.94V；8.05Ω

点评 本题要注意电压表的接入位置不是直接并联在电源两端，而是把定值电阻也包括在其中，故由闭合电路欧姆定律求出的内阻值包括了R₀．在实验可以将R₀等效为内电阻的一部分．