Question

13．測量電源的電動勢E及內(nèi)阻r（E約為4.5V，r約為1.5Ω）．
器材：量程為3V的理想電壓表V，量程為0.5A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），固定電阻R=4Ω，滑動變阻器R′，開關(guān)K，導(dǎo)線若干．
①畫出實驗電路原理圖，圖中各元件需用題目中所給出的符號或字母標(biāo)出．
②實驗中，當(dāng)電流表讀數(shù)為I₁時，電壓表讀數(shù)為U₁；當(dāng)電流表讀數(shù)為I₂時，電壓表讀數(shù)為U₂，則可以求出E=$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{I}_{1}{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-R．．（用I₁，I₂，U_l，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(yīng)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(yīng)為：r=r′-R=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-R；
故答案為：①如圖所示；②$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{I}_{1}{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-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(yīng)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；本題中的計算法誤差較大．