题目内容

【题目】利用如图所示电路,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,电阻箱R(最大阻值为999.9 Ω),电阻R0(阻值为3.0 Ω),电阻R1(阻值为3.0 Ω),电流表(量程为200 mA,内阻为RA=6.0 Ω),开关S.

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以为纵坐标,R为横坐标,作R图线(用直线拟合);

④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b.

回答下列问题:

(1)分别用E和r表示电源的电动势和内阻,则与R的关系式为________.

(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻R=3.0 Ω时电流表的示数如图甲所示,读出数据,完成下表.答:①________;②________.

R/Ω

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

I/A

0.143

0.125

①

0.100

0.091

0.084

0.077

/A-1

6.99

8.00

②

10.0

11.0

11.9

13.0

甲 乙

(3)在图乙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率k=____________A-1·Ω-1,截距b=____________A-1.

(4)根据图线求得电源电动势E=________V,内阻r=________Ω.

【答案】(1)=R+ (5.0+r)

(2)①0.110 A ②9.09 A-1

(3)如图所示,k=1.00(或在0.96~1.04之间),b=6.0(或在5.9~6.1之间)

(4)E=3.0(或在2.7~3.3之间) r=1.0(或在0.6~1.4之间)

【解析】(1)根据闭合电路欧姆定律可知:

E=IRA+ (R+R0+r)

将R0=3.0 Ω,R1=3.0 Ω,RA=6.0 Ω代入上式得=R+(5.0+r).

(2)从读数上,有效数字要一致,即读数是0.110 A,倒数是9.09 A-1.

(3)由 R关系可知k=,截距b=(5.0+r);由给出的数据作出图象,连线时尽可能使多的点在同一直线上,不在直线上的点要均匀分布在直线两侧.

由图象可知,k=1.0 A-1·Ω-1,b=6.0 A-1.

(4)电源电动势E=3.0 V,电源内阻r=1.0 Ω.

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