Question

3．利用如圖甲所示電路可以測量電源的電動勢和內阻．所用的實驗器材有：
待測電源（電動勢約為4～6V，內阻約為0.5～2.5Ω）
電阻箱R（最大阻值999.9Ω）
電阻R₀（阻值為20Ω）
電流表A（量程為300mA，內阻為R_A=6Ω）
開關S，導線若干
（1）實驗步驟如下：
①將電阻箱阻值調到最大，閉合開關S；
②多次調節(jié)電阻箱，記下電流表的示數I和電阻箱相應的阻值R；
③以$\frac{1}{I}$為縱坐標，R為橫坐標，作出$\frac{1}{I}$-R 圖線；
④求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b．
（2）電阻R₀的作用是保護電路．
（3）分別用E和r表示電源的電動勢和內阻，則$\frac{1}{I}$和R的關系式為$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}（r+{R}_{0}+{R}_{A}）+\frac{1}{E}R$
（4）根據圖線求得電源電動勢E=4.5V，內阻r=1.0Ω．（保留2位有效數字）

Answer 1

分析 （1）明確實驗原理即可明確實驗步驟；
（2）定值電阻可以起到保護電路的作用；
（3）根據圖a所示電路圖應用歐姆定律求出圖象的函數表達式．
（4）應用描點法作出圖象，然后根據圖象分析答題．根據圖象與圖象的函數表達式求出電源電動勢與內阻

解答 解：（1）開始時為了讓電流由最大開始調節(jié)，故應將電阻箱阻值調至最大；
（2）電阻R0的主要作用是為了控制電路中電流，起到保護作用；
（3）由閉合電路歐姆定律可知：
E=I（R₀+R+r），
則有：$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}（r+{R}_{0}+{R}_{A}）+\frac{1}{E}R$．
由圖可知，圖象的斜率表示$\frac{1}{E}$=k
解得：E=$\frac{1}{\frac{12.6-6}{30}}$=4.5V；
圖象的截距b=6=$\frac{1}{E}$（r+20+6）
解得：r=1Ω；
故答案為：（1）最大；（2）保護電路；（3）$\frac{1}{I}=\frac{1}{E}（r+{R}_{0}+{R}_{A}）+\frac{1}{E}R$；（4）4.5； 1.0．

點評 本題考查了求圖象函數表達式、電表讀數、作圖象、求電源電動勢與內阻問題，應用圖象法處理實驗數據是常用的實驗數據處理方法，要掌握描點法作圖的方法，要會用圖象法處理實驗數據．