Question

16．小明同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的多用實驗電路，實驗器材有：干電池組（電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω）、電流表（量程0.6A，R_A=0.8Ω）、電阻箱R₁（0～99.99Ω）、滑動變阻器R₂（0～10Ω）、開關(guān)兩個及導(dǎo)線若干．現(xiàn)利用該裝置來測量電源電動勢和內(nèi)電阻．
（1）利用如圖甲電路測電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗步驟．
①在閉合開關(guān)前，調(diào)節(jié)電阻R₁或R₂至最大值（最大值或最小值），之后閉合開關(guān)S₁，閉合（閉合或斷開）S₂．
②調(diào)節(jié)電阻R₁（R₁或R₂），得到一系列電阻值R和電流I數(shù)據(jù)．
③斷開開關(guān)，整理實驗儀器．
（2）圖乙是由實驗數(shù)據(jù)繪出的$\frac{1}{I}$-R圖象，圖象縱軸截距與電源電動勢的乘積代表R_A+r，電源電動勢E=6.0V，內(nèi)阻r=2.8Ω．（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）實驗中采用的是電阻箱和電流表的方式測定電動勢和內(nèi)電阻；根據(jù)實驗的原理可知應(yīng)采用的方式；
（2）分析電流與電阻的關(guān)系，由閉合電路歐姆定律可得出符合本實驗的公式，再結(jié)合圖象的性質(zhì)利用函數(shù)關(guān)系即可求得電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）要用電阻箱與電流表結(jié)合測量電動勢與內(nèi)阻，則要改變電阻箱的值，則
a．為了保證電路安全，在閉合開關(guān)前，應(yīng)調(diào)節(jié)電阻R₁或R₂至最大值，之后閉合開關(guān)S₁，再閉合 S₂．
b．調(diào)節(jié)電阻 R₁得到一系列電阻值R和電流I的數(shù)據(jù)；
（3）由閉合電路歐姆定律可得：E=I（R+R_A+r），即：$\frac{1}{I}$=$\frac{R}{E}+\frac{{R}_{A}+r}{E}$；
由上式可知：圖線的斜率是電動勢的倒數(shù)，圖象的斜率為$\frac{1}{E}$=$\frac{1}{6}$，可得E=6.0V
圖象縱軸截距與電源電動勢的乘積代表R_A+r；
圖線在縱軸上的截距是$\frac{{R}_{A}+r}{E}$=0.60　　　
可得；r=2.8Ω；
故答案為：（1）①最大值、閉合；
②S₁、R₁
（2）R_A與r之和、6.0 2.8

點評 解答本題的關(guān)鍵在于明確等電阻替代法測電阻，注意能正確根據(jù)題意列出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，才能準(zhǔn)確得出結(jié)果．注意圖象法的正確應(yīng)用．