Question

某同學(xué)通過查找資料自己動(dòng)手制作了一個(gè)電池．該同學(xué)想測(cè)量一下這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E 和內(nèi)電阻r，但是從實(shí)驗(yàn)室只借到一個(gè)開關(guān)、一個(gè)電阻箱（最大阻值為9.999Ω，可當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電阻用） 一只電流表（量程I_R=0.6A，內(nèi)阻r_g=0.1Ω）和若干導(dǎo)線．
（1）請(qǐng)根據(jù)測(cè)定電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)電阻r的要求，設(shè)計(jì)圖中器件的連接方式，畫線把它們連接起來．
（2）接通開關(guān)，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R  對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)I，并作記錄當(dāng)電阻箱的阻值R=2.6Ω時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電流表的示數(shù)如圖所示，則此時(shí)的電流強(qiáng)度I=

 

（3）處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)首先計(jì)算出每個(gè)電流值I 的倒數(shù)

1

I

；再制作R-

1

I

坐標(biāo)圖，如圖所示，圖中已標(biāo)注出了（R，

1

I

）的幾個(gè)與測(cè)量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)．在圖上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線．
（4）根據(jù)圖描繪出的圖線可得出這個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=

 

V，內(nèi)電阻r=

 

Ω．

Answer 1

分析：（1）本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的器材只有電流表和電阻箱，可以采用安阻法進(jìn)行測(cè)量，電流表的示數(shù)與電阻箱電阻的乘積表示外電壓．
（2）根據(jù)電流表的量程確定每一小格的大小，從而讀出電流表的示數(shù)．
（3）描點(diǎn)連線，將偏離比較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去．
（4）根據(jù)E=IR+Ir，推導(dǎo)出R-

1

I

關(guān)系式，通過圖線的斜率和截距求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，注意考慮到電流表的電阻，可以將電流表的電阻等效到電源的內(nèi)部，最后求出的內(nèi)阻減去電流表的電阻為電源的內(nèi)阻．

解答：解：（1）本實(shí)驗(yàn)采取安阻法測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，電流表、電阻箱、電鍵、電源串聯(lián)連接．如下圖．
（2）電流表的量程為0.6A，每一格等于0，02A，所以電流表的讀數(shù)等于0.5A．
（3）在圖上把描繪出的坐標(biāo)點(diǎn)連成圖線，偏離比較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去．如下圖．
（4）因?yàn)镋=IR+Ir，則R=

1

I

E-r，知R與

1

I

成線性關(guān)系，圖線的斜率表示電動(dòng)勢(shì)，與縱軸截距的絕對(duì)值表示內(nèi)阻的大小，因?yàn)榭紤]到電流表的內(nèi)阻，將電流表的電阻等效到電源的內(nèi)部，最后求出的內(nèi)阻減去電流表的電阻為電源的內(nèi)阻．所以E=

5.6-0

4.0-0.3

V≈1.5V．縱軸截距的絕對(duì)值為0.4，內(nèi)阻r=0.4-0.1Ω=0.3Ω．
故答案為：
（1）     
  （2）0.5A
                        
  （3）

（4）1.5（1.46～1.54），0.3（0.25～0.35）

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理，即E=IR+Ir．得出R-

1

I

關(guān)系式，能夠通過圖線求出電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．