Question

10．利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)能同時(shí)測(cè)量測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和一個(gè)未知電阻R_x阻值的實(shí)驗(yàn)電路．
A．待測(cè)電源E（電動(dòng)勢(shì)略小于6V，內(nèi)阻不足1Ω）
B．電壓表V₁（量程6V，內(nèi)阻約6KΩ）
C．電壓表V₂（量程3V，內(nèi)阻約3KΩ）
D．電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）
E．未知電阻R_x（約5Ω）
F．滑動(dòng)變阻器（最大阻值20Ω）
G．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線
（1）在圖中的虛線框內(nèi)畫出完整的實(shí)驗(yàn)原理圖；
（2）實(shí)驗(yàn)中開(kāi)關(guān)閉合后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表V₁的示數(shù)分別為U₁、U₁’時(shí)，電壓表V₂兩次的示數(shù)之差為△U₂，電流表A兩次的示數(shù)分別為I、I’．由此可求出未知電阻R_x的阻值為|$\frac{△{U}_{2}}{I-I′}$|，電源的電動(dòng)勢(shì)E=$\frac{I'{U}_{1}-I{U'}_{1}}{I'-I}$，內(nèi)阻r=$\frac{{U}_{1}-U{′}_{1}}{I′-I}$．（用題目中給定的字母表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的儀表和電路圖進(jìn)行分析，從而明確實(shí)驗(yàn)原理和原理圖的連接；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析列出方程即可解得電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）要測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻應(yīng)采用串聯(lián)接法，由于電壓表V₁已經(jīng)接入，故將滑動(dòng)變阻器與定值電阻和電流表串聯(lián)接入即可；為了測(cè)量定值電阻的阻值，應(yīng)將V₂并聯(lián)在其兩端測(cè)量電壓；電路圖如圖所示；
（2）根據(jù)歐姆定律可知，電壓表V₂兩次的示數(shù)之差為△U₂，電流表A兩次的示數(shù)分別為I、I’，因電阻為定值電阻，故R_x=$\frac{△U}{△I}$=|$\frac{△{U}_{2}}{I-I′}$|；
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：
U₁=E-Ir
U'₁=E-I’r
聯(lián)立解得：E=$\frac{I'{U}_{1}-I{U'}_{1}}{I'-I}$；r=$\frac{{U}_{1}-U{′}_{1}}{I′-I}$
故答案為：（1）如圖所示；（2）|$\frac{△{U}_{2}}{I-I′}$|；$\frac{I'{U}_{1}-I{U'}_{1}}{I'-I}$；$\frac{{U}_{1}-U{′}_{1}}{I′-I}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，注意題目中給出的提供，從而明確兩電壓表的使用．