Question

9．在做“測定電源的電動勢和內(nèi)阻”實驗時，所給器材有：阻值為R₀的定值電阻、數(shù)字電壓表（選擇開關已經(jīng)置于直流電壓擋位）、被測電池組、電阻箱和開關．
（1）請在圖1中完成電路圖連線，定值電阻在電路中的作用是充當保護電阻．
（2）正確連接電路之后，閉合開關S，調(diào)整電阻箱的阻值R，讀出電壓表的示數(shù)U，再改變電阻箱阻值R，讀取多組數(shù)據(jù)，作出了如圖1所示的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{{R}_{0}+R}$圖象．圖象某點對應的橫坐標與縱坐標的比值的物理意義是回路電流．該直線與縱軸交點縱坐標約為0.11V^-1，根據(jù)此圖象可求得被測電池組的電動勢E為9V；內(nèi)阻r為40.5Ω．

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理，從而確定電路圖，再分析定值電阻的基本作用；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律進行分析，列出與圖象對應的表達式，從而分析電源的電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）由題意可知，本實驗采用電壓表和電阻箱進行實驗，故應將電阻箱與電壓表并聯(lián)接在電源兩端，而接入的定值電阻在電路中起保護作用，與電源串接即可；故原理圖如圖所示；
 （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，應有E=U+$\frac{U}{R+{R}_{0}}$，所以圖乙圖象的橫坐標與縱坐標之比$\frac{U}{R+{R}_{0}}$實際上即為回路電流．        
將E=U+$\frac{U}{R+{R}_{0}}$r變形為$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$$\frac{1}{R+{R}_{0}}$，所以縱軸截距$\frac{1}{E}$=0.11，解得E=9V，斜率k=$\frac{r}{E}$═$\frac{0.65-0.11}{12×1{0}^{-2}}$=4.58
故r=KE=4.58×9=41.2Ω
故答案為（1）電路圖如圖所示；保護電阻
        （2）回路電流
       （3）9；41.2，

點評 本題考查電源的電動勢和內(nèi)電阻的實驗，對于涉及到用圖象解得問題，一般思路是首先根據(jù)物理規(guī)律列出表達式，然后再整理出關于縱軸物理量與橫軸物理量的關系式，然后再根據(jù)斜率和截距的概念列式求解即可．