Question

2．如圖甲所示，是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個測量電阻R₀阻值及電源電動勢的電路圖．現(xiàn)有待測電源：電動勢為E、內(nèi)阻為r，電壓表：量程為3V，內(nèi)阻非常大（可視為理想電壓表），電阻箱R，一段電阻未知的電阻絲R₀，單刀單擲開關(guān)K₁，單刀雙擲開關(guān)K₂．實(shí)驗(yàn)步驟如下

①調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為20Ω，K₂接到a，閉合K₁，記下電壓表的讀數(shù)為2.00V，斷開K₁；
②保持電阻箱的阻值不變，K₂切換到b，閉合K₁，記下圖乙所示電壓表的讀數(shù)為2.4V，斷開K₁．由此可以算出電阻絲的電阻R₀為4Ω；
③將K₂再切換到a，閉合K₁，多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出多組電阻箱的示數(shù)和對應(yīng)的電壓表的示數(shù)，斷開K₁．由測得的數(shù)據(jù)，繪出如圖丙所示的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象．根據(jù)圖象可以求得電源電動勢E=2.5V．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
④根據(jù)原理圖連接圖丁實(shí)物圖．

Answer 1

分析 ②根據(jù)圖示電壓表確定其分度值，讀出其示數(shù)；應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律求出電阻阻值；
③根據(jù)電路圖，應(yīng)用歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象求出電源電動勢與內(nèi)阻；
④根據(jù)原理圖連接實(shí)物電路圖．

解答 解：②由圖乙所示電壓表可知，其量程為3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.4V，電路電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2}{20}$=0.1A，電阻絲阻值為：R₀=$\frac{{U}_{0}}{I}$=$\frac{U′-U}{I}$=$\frac{2.4-2}{0.1}$=4Ω．
③由圖甲所示電路圖可知，在閉合電路中，電源電動勢：E=U+I（r+R₀）=U+$\frac{U}{R}$（r+R₀），則$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r+{R}_{0}}{E}$•$\frac{1}{R}$，由圖丙所示圖象可知，b=$\frac{1}{E}$=0.4，k=$\frac{r+{R}_{0}}{E}$=$\frac{△\frac{1}{U}}{△\frac{1}{R}}$=$\frac{0.55-0.40}{0.08}$=1.875，則電源電動勢E=2.5V，
④根據(jù)圖甲所示電路圖連接實(shí)物電路圖如圖所示：

故答案為：②2.4；4；③2.5；④實(shí)物電路圖如圖所示

點(diǎn)評 本題考查了電壓表讀數(shù)、求電阻、求電源電動勢與內(nèi)阻、連接實(shí)物電路圖等；對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直；應(yīng)用閉合電路歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是正確求出電源電動勢與內(nèi)阻的關(guān)鍵．