Question

1．一種供實(shí)驗(yàn)使用的小型電池電動(dòng)勢(shì)約為9V，內(nèi)阻約為40Ω，電池允許最大輸出電流為50mA，為了準(zhǔn)確測(cè)定這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，用圖甲a所示的實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行測(cè)量（圖中電壓表內(nèi)阻很大，可不考慮它對(duì)測(cè)量的影響），R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω，R₀是保護(hù)電阻．

（1）按實(shí)驗(yàn)要求，把圖甲b中的實(shí)驗(yàn)器材按實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行正確連線
（2）實(shí)驗(yàn)室里備用的定值電阻有以下幾種規(guī)格：實(shí)驗(yàn)時(shí)，R₀應(yīng)選用B較好．
A．10Ω，5W         B．150Ω，0.5W        C．800Ω，2.5W       D．1.2kΩ，1W
（3）在實(shí)驗(yàn)中當(dāng)電阻箱調(diào)到圖乙所示位置后，閉合開關(guān)S，電壓表示數(shù)9.0V，變阻箱此時(shí)電阻為750Ω，電路中流過電阻箱的電流為10mA．
（4）斷開開關(guān)，調(diào)整電阻箱阻值，再閉合開關(guān)，讀取電壓表示數(shù)，多次測(cè)量后，做出如丙圖所示線，則該電池電動(dòng)勢(shì)E=9.5V，內(nèi)阻r=50Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖．
（2）根據(jù)歐姆定律求出電路最小電阻，從而正確選擇保護(hù)電阻．
（3）由圖示電阻箱讀出其示數(shù)，然后由歐姆定律求出電路電流
（4）由閉合電路歐姆定律求出函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）電源的最大輸出電流為50mA=0.05A，則電路最小電阻R=$\frac{E}{I}$=$\frac{9}{0.05}$=180Ω，則保護(hù)電阻阻值約為：R₀=R-r=180Ω-40Ω=140Ω，則保護(hù)電阻應(yīng)選B．
（3）由圖丙所示電阻箱可知，電阻箱阻值：R=0×1000Ω+7×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=750Ω，
通過電阻箱的電流I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{9}{750+150}$=0.01A=10mA．
（4）由閉合電路歐姆定律可得：E=U+Ir=U+$\frac{U}{R+{R}_{0}}$r，則$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$•$\frac{1}{R+{R}_{0}}$，圖象的截距為$\frac{1}{E}$=0.1，斜率$\frac{r}{E}$=$\frac{0.25-0.15}{0.03-0.01}$=5，解得，電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=50Ω；
故答案為：（1）如圖所示；（2）B；（3）750；10；（4）10；50．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了運(yùn)用伏阻法測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)，知道實(shí)驗(yàn)原理、會(huì)根據(jù)圖象測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻即可正確解題，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，要選擇合適的物理量，使圖象是一條直線．要注意最后作出的圖象為U-I圖象．