Question

1．某同学利用一个电阻箱、一个电压表（视为理想电表）、一个定值电阻（R_o=5Ω）、一个开关和若干导线测定一电源（电动势小于3V）的电动势及内阻，实验原理图如图（甲）所示．
（1）根据实验原理图完成实物图（乙）中的连线．

（2）若某次测量时电阻箱的旋钮位置如图（丙）所示的，电压表的示数如图（丁）所示，则电阻箱的阻值为115.0Ω，电压表的示数为2.30V
（3）改变电阻箱的电阻R，读出电压表的示数U，然后根据实验数据描点，绘出的图象是一条直线$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$，若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则电源的电动势E=$\frac{1}{b}$，内阻r=$\frac{k}{b}-{R}_{0}$．（用k、b和R₀表示）

Answer 1

分析 （1）根据实验原理图可明确实验对应的实物图；
（2）由电阻箱的读数方法可得出电阻箱的读数；由电压表的量程确定电压表的最小分度；则可得出对应的示数；
（3）由闭合电路欧姆定律求出$\frac{1}{U}关于\frac{1}{R}$的表达式，结合图象可知其斜率及截距的含义，从而可以得出电动势和内电阻．

解答 解：（1）根据电路图连接实物图，如图所示：

（2）由图可知，电阻箱的示数为：R=1×100+1×10+5×1+0.1×1=115.0Ω，
电压表量程为3V，则电压表的最小分度为0.1V，故读数为：2.30V，
（3）根据E=U+$\frac{U}{R}$（R₀+r），有$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{1}{R}$$•\frac{{R}_{0}+r}{E}$，
比照直线方程y=kx+b，有截距$\frac{1}{E}$=b，
所以E=$\frac{1}{b}$
斜率k=$\frac{{R}_{0}+r}{E}$，
解得：r=$\frac{k}{b}-{R}_{0}$
故答案为：（1）如图所示；（2）115.0；2.30；（3）$\frac{1}{b}$；$\frac{k}{b}-{R}_{0}$

点评 本题考查测定电动势和内阻的实验，本实验要特别注意数据的处理方法，能正确应用图象并结合函数关系进行分析得出结果．