Question

14．為測(cè)量交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及等效內(nèi)阻，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置圖，R₀為定值電阻，R₁為電阻箱．實(shí)驗(yàn)時(shí)交流發(fā)電機(jī)以恒定轉(zhuǎn)率轉(zhuǎn)動(dòng)，多次改變R₁的阻值，用電壓傳感器測(cè)得R₁上的電壓U₁，通過數(shù)據(jù)采集器，在計(jì)算機(jī)上顯示出如圖乙所示的$\frac{1}{{U}_{1}}$～$\frac{1}{{R}_{1}}$關(guān)系圖象．

（1）電阻R₀的作用是保護(hù)作用；
（2）圖線與縱軸的交點(diǎn)P縱坐標(biāo)的物理意義是電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)；
（3）圖線與橫軸的交點(diǎn)Q橫坐標(biāo)絕對(duì)值的物理意義是等效電阻與保護(hù)電阻之和的倒數(shù)；
（4）轉(zhuǎn)速提高至原來的2倍時(shí)，圖線與縱軸的交點(diǎn)P將沿縱軸下 （選填“上”或“下”）移．

Answer 1

分析 根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+$\frac{U}{R}（{R}_{0}+r）$，進(jìn)行數(shù)學(xué)變形，得到$\frac{1}{U}$與$\frac{1}{R}$的關(guān)系式，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)研究$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$關(guān)系圖線的斜率和截距的意義，即可求得電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．

解答 解：（1）R₀接入電阻是為了防止電源中電流過大，故起保護(hù)作用；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律E=U+$\frac{U}{R}（{R}_{0}+r）$，進(jìn)行數(shù)學(xué)變形，得：
$\frac{1}{U}$=$\frac{{R}_{0}+r}{E}$$•\frac{1}{R}$+$\frac{1}{E}$
根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得知，$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$關(guān)系圖線的縱截距P=$\frac{1}{E}$，故P點(diǎn)坐標(biāo)表示電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)；
（3）圖象與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為無窮大，代入公式可得：R=-$\frac{1}{{R}_{0}+r}$；則說明此時(shí)Q為電源內(nèi)阻與R₀之和的倒數(shù)；
（4）轉(zhuǎn)速提高時(shí)，電源的電動(dòng)勢(shì)增大，則交點(diǎn)P應(yīng)向下移動(dòng)．
故答案為：（1）保護(hù)作用；（2）電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)；（3）等效電阻與保護(hù)電阻之和的倒數(shù)；（4）下

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理問題的能力，采用的是轉(zhuǎn)換法，將非線性關(guān)系轉(zhuǎn)換成線性，直觀簡(jiǎn)單；學(xué)習(xí)中要注意掌握這種方法．