Question

16．在做“測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”實(shí)驗(yàn)時(shí)，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材如下：
A．待測(cè)電池（內(nèi)阻較�。�                B．電壓表V（量程0-3V，內(nèi)阻3kΩ）
C．變阻箱（0-99.9Ω）                  D．定值電阻R₀（阻值2.0Ω）
E．開關(guān)與導(dǎo)線若干

（1）根據(jù)上述器材，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)出了如圖所示的兩種測(cè)量電路．為了提高測(cè)量準(zhǔn)確度，應(yīng)選擇a電路圖（用代號(hào)表示）．
（2）根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路圖，閉合開關(guān)K，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，讀出電壓表相對(duì)應(yīng)的示數(shù)，得到表中所示的數(shù)據(jù)．其中第4組數(shù)據(jù)的變阻箱和電壓表示數(shù)如圖c和如圖d所示，請(qǐng)讀出并填在表中．

	1	2	3	4	5	6
R/Ω	40.0	20.0	12.0		6.0	5.0
U/V	1.89	1.78	1.66		1.43	1.35

（3）為了比較準(zhǔn)確地得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該研究小組準(zhǔn)備用圖象來處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，圖象的縱坐標(biāo)表示電壓表的讀數(shù)U，為了能使圖象為一條直線，則該研究小組應(yīng)用$\frac{U}{R}$來表示橫坐標(biāo)，根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖e提供的圖象中作圖，可以利用圖象求出E=2.0V，r=0.4Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可明確電路圖連接方法；
（2）根據(jù)電阻箱的讀數(shù)方法可明確電阻箱的讀數(shù)；根據(jù)電壓表量程可確定電壓表的讀數(shù)；
（3）測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，縱坐標(biāo)軸表示路端電壓，橫軸表示電路電流；根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由歐姆定律可以求出對(duì)應(yīng)的電流；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，作出U-I圖象；電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻與保護(hù)電阻之和．

解答 解：（1）由于內(nèi)電阻較小，故為了減小誤差，故采用定值電阻與電源串聯(lián)的方式，增大電源的等效電阻，再利用相對(duì)電源的電流表外接法進(jìn)行測(cè)量；故電路圖為a；
（2）根據(jù)電阻箱的讀數(shù)方法可知，電阻箱讀數(shù)為：8.0Ω； 電壓表量程為3V，最小分度為0.1V；則讀數(shù)為1.55V；
（3）測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，縱軸表示路端電壓，
橫軸表示電路電流I=$\frac{U}{R}$，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)量的量，橫軸應(yīng)該是：電壓U與電阻R的比值$\frac{U}{R}$（或電流I）；
根據(jù)坐標(biāo)系內(nèi)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：

圖象與電壓軸的交點(diǎn)表電源的電動(dòng)勢(shì)，由圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)：E=2.0V；
圖象斜率絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻與保護(hù)電阻阻值之和，則k=r+R₀=$\frac{E-U}{I}$=$\frac{2-1.4}{0.25}$Ω=2.4Ω，
電源的內(nèi)阻r=k-R₀=2.4Ω-2.0Ω=0.4Ω；
故答案為：（1）a；（2）8.0，1.55；（3）$\frac{U}{R}$，2.0V，0.4Ω．

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)；要明確定值電阻串入電路一方向保護(hù)電源，同時(shí)擴(kuò)大電源的內(nèi)阻．同時(shí)注意電源的路端電壓與電流圖象與電流的交點(diǎn)不一定是短路電流，故應(yīng)注意分析電壓軸是否是從零開始的．