Question

9．在測量一節(jié)電池的電動勢E和內(nèi)阻r的實驗中，可供使用的器材有：一個電壓表、一個電阻箱、一個開關(guān)、導線若干．
（1）請你在圖甲所示的方框中畫出實驗電路圖并在圖乙所給實物器材上進行連線．

（2）為了便于分析，一般采用線性圖象處理數(shù)據(jù)，如果根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖丙所示的-圖線，其中R為電阻箱的示數(shù)，U為電壓表的示數(shù)，由此可得到E=2V，r=0.5Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的儀器可明確實驗原理，從而得出對應的原理圖和實物圖；
（2）根據(jù)給出的圖象進行分析，結(jié)合閉合電路歐姆定律可得出對應的函數(shù)關(guān)系式，從而根據(jù)數(shù)學規(guī)律可求得電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）本實驗中給出了電壓表和電阻箱，故應采用電壓表和電阻箱并聯(lián)的方式求解； 故原理圖如圖所示；根據(jù)原理圖可得出對應的實物圖如圖所示；
（2）測量電池的電動勢E和內(nèi)阻r的實驗原理為E=U+Ir，測出多組不同的U、I值，根據(jù)所測數(shù)據(jù)在合適的坐標系中描點、連線，應用圖線求解電池的電動勢和內(nèi)阻．由于沒有電流表，而所作出的圖線是$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖線，所以我們要把上式整理成是$\frac{1}{U}$與$\frac{1}{R}$的函數(shù)式，則由U=$\frac{E}{r+R}•R$可得：
$\frac{1}{U}$=$\frac{r}{E}•\frac{1}{R}$+$\frac{1}{E}$；
由圖象與函數(shù)關(guān)系式可知：圖象的縱軸截距為$\frac{1}{E}$，斜率是$\frac{r}{E}$．由圖可知，b=0.5； k=$\frac{1-0.5}{2}$=0.25；
解得：E=2V，r=0.5Ω．
故答案為：（1）原理圖如圖所示； 　實物圖連線如圖戊所示　
（2）2　0.5

點評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗原理和數(shù)據(jù)處理，要注意明確閉合電路歐姆定律的變形，能通過圖象找出最合理的表達式進行分析求解．