Question

用電壓表和電阻箱測量電源電動勢和內電阻，可用的實驗器材有：

被測電源：電動勢約為8 V，內阻約為2 Ω；

電壓表V：量程10 V，內阻R_V約為10 kΩ；

電阻箱R：阻值范圍：0—999.9，允許最大電流1.0 A；

開關2只、導線若干.

（1）在下邊的方框內畫出實驗電路圖.

（2）實驗中，在開關閉合前，電阻箱各個旋鈕應該放在________位置.在測量過程中，為保證電路的安全，應使電阻箱的電阻不得小于某一阻值，該阻值約為________Ω.

（3）簡要說明測量的主要步驟和測量量.

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（4）用測量量計算電源電動勢的表達式為E=______，計算電源內阻的表達式為r=________.

Answer 1

解析：（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+Ir知，用電壓表測出端電壓U，用電壓表和電阻箱的并聯(lián)測出電流I，通過電阻箱阻值的改變得一組關于E、r的方程，則E、r可求，考慮到電壓表內阻遠大于電源內阻，可以有如下兩種電路，如圖（1）、（2）.

對圖（1），S₁閉合，S₂斷開時，電壓表示數(shù)U₁=E；S₁、S₂都閉合時有，U₁=U₂+得r=.對圖（2），S閉合時，調節(jié)R得到，E=U₁+r，E=U₂+r  解得E=

（2）測量過程中，由于電阻箱允許的最大電流I_m=1.0 A，則有I_m≥≥  得R≥6 Ω.

答案1：（1）實驗電路如圖a所示.

圖a

（2）阻值最大（或“9”）；6.0.

（3）主要測量步驟：連接電路，閉合開關S₁，斷開S₂，讀出電壓表示數(shù)U₁；再閉合開關S₂，調整電阻箱阻值并記錄示數(shù)R，讀出電壓表示數(shù)U₂.

（4）E=U₁；r=.

答案2：（1）實驗電路如圖b所示.

圖b

（2）阻值最大（或“9”）；6.0.

（3）主要測量步驟：連接電路，閉合開關S，使電壓表示數(shù)適當時，讀出電阻箱阻值R₁和電壓表示數(shù)U₁；改變電阻箱阻值，讀出對應的電阻箱阻值R₂和電壓表示數(shù)U₂.

（4）E=；r=.