Question

10．兴趣小组的同学利用实验探究电池的电动势和内阻，实验的主要操作如下：
（1）实验时，应先将电阻箱的电阻调到最大值（填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）按如图接好电路进行实验，这样测出的电动势比真实值偏小，内阻的测量值比真实值偏小．（选填：“偏大”、“偏小”或“相等”）
（3）根据实验数据描点画出的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$图象是一条直线，若直线的斜率是k，在$\frac{1}{U}$坐标轴上的截距为b，则该电源的电动势E=$\frac{1}{b}$，内阻r=$\frac{k}{b}$（用k，b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）根据电压表内阻的影响分析实验误差情况；
（3）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）由于电压表的内阻不是无穷大，所以当把电压表直接接在电源两端时，有电流通过电压表，电压表测量的是电源的路端电压，所以小于电源电动势．
根据闭合电路欧姆定律可知，电压表内阻不会影响（3）中公式的斜率，则可知内阻偏小；
（3）由闭合电路欧姆定律可得：U=$\frac{E}{R+r}$R
变形可得：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}R$；
由函数知识可知：图象的斜率k=$\frac{r}{E}$，b=$\frac{1}{E}$；
故E=$\frac{1}{b}$；r=$\frac{b}{k}$
故答案为：（1）最大值；（2）偏小；偏小；（3）$\frac{1}{b}$；$\frac{b}{k}$

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．