Question

20．甲、乙兩同學(xué)進(jìn)行“測(cè)可樂電池的電動(dòng)勢(shì)E與內(nèi)阻r”的實(shí)驗(yàn)，可樂電池結(jié)構(gòu)如圖1所示，A、B為與可樂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的兩電極的兩個(gè)測(cè)量端，P、Q上并聯(lián)電壓表后，可測(cè)量?jī)?nèi)電壓U．甲、乙兩同學(xué)為測(cè)出可樂電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻，準(zhǔn)備了多用電表、靈敏電流計(jì)、電阻箱、電鍵及一些導(dǎo)線，開始實(shí)驗(yàn)操作：
（1）甲同學(xué)將多用電表選擇開關(guān)撥至如圖2所示檔位，直接在P、Q間進(jìn)行測(cè)試，多用電表示數(shù)如圖3所示，則此時(shí)讀數(shù)為0.35V
（2）然后甲同學(xué)連接如圖4的電路，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，閉合電鍵后讀出電壓值和電流值，重復(fù)上述操作得到9組數(shù)據(jù)，畫好了I-U圖象（如圖甲），根據(jù)圖象計(jì)算得到內(nèi)阻為2500Ω，試分析該操作獲得的內(nèi)電阻數(shù)據(jù)大于（填“大于”或“小于”）實(shí)際值
（3）乙同學(xué)覺得甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案可能偏差較大，所以撤去了多用電表，僅利用電流表和電阻箱進(jìn)行測(cè)量，獲得10組數(shù)據(jù)，并建立了$\frac{1}{I}$-R坐標(biāo)，描好了點(diǎn)（圖乙）．請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上根據(jù)已經(jīng)描好的點(diǎn)作出圖線，并求出電動(dòng)勢(shì)E=0.94V（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)多用電表所選擇量程，得出最小分度，即可明確對(duì)應(yīng)的示數(shù)；
（2）根據(jù)圖象的性質(zhì)可明確電阻；根據(jù)實(shí)驗(yàn)中電表內(nèi)阻的影響可分析誤差；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，再由圖象即可明確電源的電動(dòng)勢(shì)．

解答 解：（1）由圖2可知，多用表選擇2.5V的量程，故其讀數(shù)為：0.35V；
（2）圖象的斜率表示電阻的倒數(shù)；由圖可知R=$\frac{0.1}{40×1{0}^{-6}}$=2500Ω；
由于測(cè)量中電流表示數(shù)小于流過(guò)電源的電流；故由歐姆定律可知，測(cè)量值偏大；
（3）由閉合電路歐姆定律可得：E=I（r+R），則$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{R}{E}$，
則$\frac{1}{I}$-R的斜率等于電源電動(dòng)勢(shì)的倒數(shù)，由圖可知，$\frac{1}{E}$=$\frac{△\frac{1}{I}}{△R}$=$\frac{（1.5-0.65）×1{0}^{4}}{8×1{0}^{3}}$=1.06V^-1，
則電源電動(dòng)勢(shì)E=0.94V
故答案為：（1）0.35V；（2）2500；偏大；（3）0.94．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，能熟練應(yīng)用閉合電路的歐姆定律、分析清楚圖象是正確解題的關(guān)鍵．