Question

15．在测量电源的电动势和内阻的实验中，由于所用的电压表（视为理想电压表）的量程较小，某同学涉及了如图所示的实物电路．
（1）试验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值．（选填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）根据实验数据描点，绘出的$\frac{1}{U}$-R图象是一条直线．若直线的斜率为k，在$\frac{1}{U}$坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=$\frac{1}{k{R}_{0}}$，内阻r=$\frac{b}{k}-{R}_{0}$（用k、b和R₀表示）

Answer 1

分析 （1）实验中应保证开始时的电流最小，可以保证电路安全，由闭合电路欧姆定律可知应如何调节滑动变阻器；
（2）由题意及闭合电路欧姆定律可得出$\frac{1}{U}-R$的关系，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）电路为限流接法，开始时应让电流最小，然后再逐渐增大，故开始时滑动变阻器应达到最大值处；
（2）由闭合电路欧姆定律可得：U=$\frac{E}{{R}_{0}+R+r}{R}_{0}$
$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{R}{E{R}_{0}}$+$\frac{r}{E{R}_{0}}$；
由函数知识可知：图象的斜率k=$\frac{1}{E{R}_{0}}$；
故E=$\frac{1}{{k{R_0}}}$；
图象与纵坐标的交点b=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E{R}_{0}}$；
r=$\frac{b}{k}-{R_0}$；
故答案为：（1）最大值；（2）$\frac{1}{k{R}_{0}}$，$\frac{b}{k}-{R}_{0}$．

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，能正确应用图象并结合函数关系进行分析得出结果．