Question

10．利用如圖甲所示的電路測定電源的電動勢和內電阻，提供的器材為：
（A）干電池兩節(jié)，每節(jié)電池的電動勢約為1.5V，內阻未知
（B）直流電壓表V₁、V₂，內阻很大
（C）直流電流表A，內阻可忽略不計
（D）定值電阻R₀，阻值未知，但不小于5Ω
（E）滑動變阻器
（F）導線和開關

（1）甲同學利用該電路完成實驗時，由于某根導線發(fā)生斷路故障，因此只記錄了一個電壓表和電流表的示數，如表所示：

U/V	2.62	2.48	2.34	2.20	2.06	1.92
I/A	0.08	0.12	0.19	0.20	0.24	0.28

試利用表格中的數據作出U-I圖，由圖象可知，該同學測得兩節(jié)干電池總的電動勢值為2.9V，內阻為3.1Ω （均保留2位有效數字）．由計算得到的數據可以判斷能夠正確示數的電壓表應為表V₁（選填“V₁”或“V₂”）
（2）乙同學在找出斷路的導線并調換好的導線后，連接好原電路繼續(xù)實驗，實驗時用U₁、U₂、I分別表示電表V₁、V₂、A的讀數，并將滑動變阻器的滑片移動到不同位置，記錄了U₁、U₂、I的一系列值．他在同一坐標紙上分別作出U₁-I、U₂-I圖線，則所做的直線斜率較大的圖線是U₂-I（填U₁-I或U₂-I）．定值電阻R₀的計算表達式是R₀=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{I}$．（用測得的物理量表示）．

Answer 1

分析 測出的路端電壓和電流已標出，則用直線將這些點連接即可得出U-I圖象；圖象與縱坐標的交點為電動勢；由閉合電路歐姆定律可求出內電阻．U-I圖象中斜率表示電阻，對電源的U-I圖象來講，與縱軸的交點表示電動勢，斜率表示內阻．

解答 解：（1）根據表中實驗數據在坐標系內描出對應點，然后作出圖象如圖所示：

在U-I圖象中，圖象與縱軸的交點表示電動勢，圖象的斜率表示內阻，由圖示圖象可知，電動勢：E=2.9V，
內阻r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{2.9-1.9}{0.32}$≈3.1Ω；V₂電壓的變化與電流的變化是一致的，V₁測得是路端電壓，與電流的變化是相反的，由數據知正確示數的電壓表是V₁．
（2）U-I圖象的斜率表示電阻，U₁-I表示電源的內阻，U₂-I表示電源內阻和定值電阻的加和，所以直線斜率較大的是U₂-I；定值電阻兩端的電壓為U₁-U₂，所以R₀=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{I}$．
故答案為：（1）2.9；3.1；V₁；（2）U₂-I；$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{I}$．

點評 本題考查了測定電源電動勢和內阻實驗中的方法，實驗數據的處理，實驗圖象的應用，難度較大．