Question

10．某探究小組準備用圖甲所示電路測量某電源的電動勢和內阻，實驗器材如下：
待測電源（電動勢約2V）
電阻箱R（最大阻值為99.99Ω）
定值電阻R₀（阻值為2.0Ω）
定值電阻R₁（阻值為4.5kΩ）
電流表G（量程為400μA，內阻Rg=500Ω）
開關S，導線若干．

（1）請你在圖乙中以筆劃線代替導線，完成本實驗的電路連線；
（2）在開始實驗前，要把電阻箱阻值調到③（填數(shù)字序號：①“最大”；②“最小”；③“某適當?shù)淖柚怠保�，然后閉合開關S；
（3）多次調節(jié)電阻箱，并記下電阻箱的阻值R 和相應電流表的示數(shù)I；
（4）分別用E 和r 表示電源的電動勢和內阻，則$\frac{1}{I}$和$\frac{1}{R}$的關系式為$\frac{1}{I}$=$\frac{（{R}_{1}+{R}_{g}）（{R}_{0}+r）}{E}$$•\frac{1}{R}$+$\frac{{R}_{1}+{R}_{g}+{R}_{0}+r}{E}$（用題中字母表示）；
（5）以$\frac{1}{I}$為縱坐標，$\frac{1}{R}$為橫坐標，探究小組作出$\frac{1}{I}$-$\frac{1}{R}$的圖象如圖丙所示．根據(jù)該圖象求得電源的內阻r=0.50Ω，則其電動勢E=2.08V（計算結果保留兩位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）已知原理圖，根據(jù)原理圖即可得出對應的實物圖；
（2）根據(jù)實驗原理進行分析，根據(jù)安全和準確性原則確定實驗方法；
（3）分析電路結構，根據(jù)閉合電路歐姆定律進行分析即可得出對應的表達式；
（4）根據(jù)圖象和已知的表達式進行分析，由圖象的斜率和已求出的內阻即可求得電動勢．

解答 解：（1）根據(jù)原理圖進行分析，從而得出對應的實物圖；如圖所示；
（2）因電路中接有保護電阻，本實驗中可以不需要將電阻箱阻值由最大值調節(jié)，可以通過簡單計算，直接將電阻箱阻值調至較大的適當數(shù)值進行實驗即可；故選：③；
（3）由電路圖可知，R₁與G串聯(lián)后與電阻箱并聯(lián)，然后再與R₀串聯(lián)，由閉合電路歐姆定律可知：
I（R₁+R）=E-（I+$\frac{{R}_{1}+{R}_{g}}{R}I$）r
變形可得：
$\frac{1}{I}$=$\frac{（{R}_{1}+{R}_{g}）（{R}_{0}+r）}{E}$$•\frac{1}{R}$+$\frac{{R}_{1}+{R}_{g}+{R}_{0}+r}{E}$
（4）由對應的圖象可知，$\frac{（{R}_{1}+{R}_{g}）（{R}_{0}+r）}{E}$=k=$\frac{（33-27）×1{0}^{2}}{（150-50）×1{0}^{-3}}$=6000
解得：E=2.08V；
故答案為：（1）如圖所示；（2）③；（3）$\frac{1}{I}$=$\frac{（{R}_{1}+{R}_{g}）（{R}_{0}+r）}{E}$$•\frac{1}{R}$+$\frac{{R}_{1}+{R}_{g}+{R}_{0}+r}{E}$；（4）2.08．

點評 本題考查測量電動勢和內電阻的實驗，要注意明確實驗原理，重點分析實驗電路圖，同時能正確利用閉合電路歐姆定律列式，注意本題中一定要考慮電表的內阻，同時在分析圖象時要認真分析坐標軸的起點值．