Question

20．某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值．
待测电源（电动势约3V，内阻约1Ω）
一个阻值未知的电阻　　　　
电压表两块（内阻很大，量程3V）
电流表（内阻约为5Ω，量程0.6A）　　　　
滑动变阻器R₁（0～30Ω，3A）
滑动变阻器R₂（0～200Ω，0.2A）
电键一个，导线若干
该同学设计了如图甲所示的电路，用U₁、U₂、I分别表示电表V₁、V₂、A的读数．将滑动变阻器的滑片移到不同位置时，得到下表所示数据：

I（A）	0.10	0.20	0.25	0.30	0.40	0.45
U1（V）	2.91	2.80	2.76	2.69	2.58	2.55
U2（V）	2.40	1.81	1.49	1.21	0.60	0.29

根据题中所给信息回答下列问题：

（1）滑动变阻器应选择R₁（选填器材代号“R₁”或“R₂”）；
（2）根据甲图用笔画线代替导线把乙图中的实物图补充完整；
（3）该同学根据表中数据在图丙中已经画出了U₃-I（注：U₃=U₁-U₂）图线，请你在图丙中画出U₂-I图线．
（4）根据图线，求出电源电动势E=3.1V，内阻r=1.4Ω，定值电阻R₀5.0Ω．（均保留2为有效数字）

Answer 1

分析 （1）选取滑线变阻器时一方面要考虑阻值是否符合要求，同时还要注意电流值是否满足要求；
（2）根据电路图，画出的实物图；
（3）根据表中给出的数据可得出对应的U₂-I图线；
（4）在E-I图象中纵坐标的截距代表的是电源的电动势，直线的斜率代表的是电源的内阻的大小．U₃-I图象是R₀两端的电压与电流关系图象．

解答 解：（1）电流表量程为0.6A，滑线变阻器R₂的电流为0.2A，不能达到电表半偏的要求，故选R₁，
（2）电路图已画出，根据电路图连接实物图，如图：
（3）由电路图可知，U₃-U₂即为R₀两端的电压，故图象中对应的电阻为R₀；故R₀=$\frac{2}{0.4}$=5.0Ω；
根据图中数据利用描点法画出U₂-I图象，如图：
图象的截距为电源电动势，图象的斜率即为电源的内阻，有图象得E=3.1V，r=$\frac{3.1-2.4}{0.5}$=1.4Ω
故答案为：（1）A
（2）如图：（3）如图：
（4）3.1； 1.4；5.0．

点评 本题考查测量电动势和内电阻实验的数据处理及仪表的选择；关于数据的处理，物理中一般是利用图象来处理的，在数据解答中还要靠图象来处理．