Question

16．測量電源的電動勢E及內(nèi)阻r，（E約為4.5V，r約為1.5Ω）．可選用的器材如下：
量程為3V的理想電壓表V；
量程為0.5A的電流表A（有一定內(nèi)阻）；
固定電阻R=4Ω；
滑動變阻器 R′；
開關S，導線若干．
（1）畫出實驗電路原理圖．圖中各元件需用題目給出的符號或字母標出．
（2）實驗中，當電流表的讀數(shù)為I₁時，電壓表的讀數(shù)為U₁，當電流表的讀數(shù)為I₂時，電壓表的讀數(shù)為U₂，則可求出E=$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{I}_{1}{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，I=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-R．：（用I₁、I₂、U₁、U₂及R表示）．

Answer 1

分析 測電源的電動勢和內(nèi)電阻采用的是一般的限流接法，只需測出通過電源的兩組電壓和電流即可聯(lián)立求得電源的電動勢和內(nèi)阻．

解答 解：（1）本實驗采用限流接法即可，即將滑動變阻器、電源、電流表串聯(lián)；電壓表并聯(lián)在電源兩端；本題由于電源電壓較大，故應加入保護電阻；答案如圖所示；   
（2）由閉合電路歐姆定律可知：
U₁=E-I₁r′
U₂=E-I₂r′
聯(lián)立解得：E=$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{I}_{1}{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$； r′=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$
由于r′中含有保護電阻，故電源的電阻應為：r=r′-R=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-R；
故答案為：$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{I}_{1}{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-R．

點評 本題需注意：
（1）由于電源電動勢較大而內(nèi)阻較小，故電路中應接入保護電阻；
（2）本實驗一般采用圖象法求電動勢和內(nèi)電阻；
本題采用了測量兩組數(shù)據(jù)列式求解的方式計算，誤差較大．