Question

17．某兴趣小组用图甲所示的电路测定某电源的电动势和内阻，除待测电源、开关、导线外，另有内阻为R_V=3000Ω的电压表一只（量程略大于电源的电动势），电阻箱一个．
（1）实验中调整电阻箱达到实验要求时，电阻箱的各个旋钮的位置如图乙所示，电阻箱的读数是4000Ω．
（2）为了减小测量误差，多次改变电阻箱的电阻R，读出电压表的示数U，得到如表的数据．请在图丙坐标纸上画出$\frac{1}{U}$与R的关系图线．

实验次数	1	2	3	4	5	6
R/Ω	0	1000.0	2000.0	3000.0	4000.0	5000.0
U/V	2.89	2.17	1.74	1.45	1.24	1.09
1/U（/V-1）	0.35	0.46	0.58	0.69	0.81	0.92

（3）由图线得出：电源电动势E=2.9V，内阻r=45Ω．（结果保留两位有效数字）
（4）该小组同学测量电源内阻误差的主要原因可能是B
A．导线的电阻   B．电压表读数的误差   C．电压表的内阻   D．电阻箱的精确度．

Answer 1

分析 （1）电阻箱各旋钮示数与倍率的乘积之和是电阻箱示数．
（2）应用描点法作出图象．
（3）求出图象的函数表达式，然后根据图象求出电源电动势与内阻．
（4）根据实验电路分析实验误差．

解答 解：（1）由图示电阻箱可知，其示数为：
4×1000Ω+0×100Ω+0×10Ω+0×1Ω=4000Ω；
（2）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后作出图象如图所示：
（3）由闭合电路欧姆定律可知：E=$\frac{U}{{R}_{V}}$（R_v+r+R）变形得：
$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$×$\frac{1}{3000}$+$\frac{R}{3000E}$
则可知图象纵坐标的交点b=0.35=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{3000E}$
k=$\frac{1.00-0.32}{6000}$=$\frac{1}{3000E}$
解得：E=2.9V；
r=45Ω；
（3）本实验只需读出电压表和电阻箱的读数；并且所有内阻均已计算在公式里，故主要误差来自于电压表的读数误差；
故答案为：（1）4000；（2）如图；（3）2.9，45；（4）B

点评 本题考查测量电动势和内电阻实验，要注意正确分析电路，根据闭合电路欧姆定律进行分析求解．