Question

11．老師在實(shí)驗(yàn)室給同學(xué)們提供了以下器材：一節(jié)舊電池，一個電流表，一個電阻箱，一個開關(guān)和導(dǎo)線若干，要求測定這節(jié)舊電池的電動勢和內(nèi)電阻，利用僅有的器材，某小組同學(xué)連接了如圖1所示實(shí)物電路圖

（1）請根據(jù)實(shí)物圖在方框2中畫出電路圖：
（2）用連好的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得的數(shù)據(jù)如下表所示：

次數(shù)	1	2	3	4	5
R（Ω）	4.0	10.0	16.0	22.0	28.0
I（A）	1.00	0.50	0.34	0.25	0.20
1/I（A-1）	1.0	2.0	2.9	4.0	5.0

若利用圖象確定電池的電動勢和內(nèi)電阻，則應(yīng)作R-$\frac{1}{I}$（填“R-I”或“R-$\frac{1}{I}$”）圖象；請利用測得的數(shù)據(jù)在如圖3坐標(biāo)軸中畫出適當(dāng)?shù)膱D象．
（3）由上一問中現(xiàn)的圖象可知，該電池的電動勢E=6V，內(nèi)阻r=2Ω．
（4）在實(shí)驗(yàn)過程中操作規(guī)范準(zhǔn)確，則測得的電動勢與真實(shí)值相比不變，內(nèi)阻與真實(shí)值相比偏大．（兩空均填“偏大”、“偏小”、或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)物電路圖作出電路圖．
（2）應(yīng)用歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象．
（3）根據(jù)圖示圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)物電路圖作出電路圖，電路圖如圖所示：

（2）在閉合電路中，電源電動勢：E=I（R+r），則R=$\frac{1}{I}$E-r，
R與$\frac{1}{I}$成正比，應(yīng)作R-$\frac{1}{I}$圖象，根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：

（3）由圖示圖象可知，電源電動勢：E=k=$\frac{△R}{△\frac{1}{I}}$=$\frac{28-10}{5-2}$=6.0V，電源內(nèi)阻：r=b=2.0Ω；
（4）考慮電流表內(nèi)阻，則E=I（R+r+R_A），則R=$\frac{1}{I}$E-（r+R_A），
則：E=k=$\frac{△R}{△\frac{1}{I}}$，電源電動勢測量值等于真實(shí)值，b=r+R_A，r_真=b-R_A＜b，內(nèi)阻測量值大于真實(shí)值．
故答案為：（1）如圖所示；（2）R-$\frac{1}{I}$；如圖所示；（3）6；2；（4）不變；偏大．

點(diǎn)評 本題涉及測定電源電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)原理及具體操作，雖然最后的圖象處理不是用的伏安法，但都可以用閉合電路歐姆定律列式分析，作出直線圖象是關(guān)鍵．