Question

18．在“測定電源電動勢和內(nèi)阻”的實驗中接圖甲連接電路，其中定值電阻R₀=1.8Ω．

（1）現(xiàn)有待測電源（電動勢E約4V，內(nèi)阻r約1Ω）、電流表A（0～0.6A）、開關(guān)和導(dǎo)線若干以及以下器材：
A．電壓表V1（0～5V）  
B．電壓表V₂（0～15V）
C．滑動變阻器R₁（0～500Ω） 
D．滑動變阻器R₂（0～20Ω）
為了使測量結(jié)果盡量準確，實驗中電壓表應(yīng)選用A，滑動變阻器應(yīng)選用D．（選填相應(yīng)器材前的字母）
（2）若根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出如圖乙所示的U-I圖象，則該電源的電動勢E=4.5V；
（3）某小組在實驗時，發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，僅用電阻箱R′替換了滑動變阻順，他們在實驗中讀出幾組電阻箱的阻值R′和電壓表的示數(shù)U，描繪出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R′}$的關(guān)系圖象，得到的函數(shù)圖象是一條直線，若該圖象的斜率為k，與縱軸的截距為b，則其電動勢為$\frac{1}$，內(nèi)阻為$\frac{k}$-R₀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電動勢的約值可以選擇電壓表，根據(jù)滑動變阻器和內(nèi)阻之間的關(guān)系可明確滑動變阻器；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可分析電源的電動勢；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律列式，變形得出與圖象對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合圖象的性質(zhì)可明確電動勢和內(nèi)電阻的表達式．

解答 解：（1）電源電動勢為4V，故電壓表可以選擇A； 因內(nèi)阻約為1Ω；故為了便于調(diào)節(jié)，滑動變阻器選擇較小的D即可；
（2）由U=E-Ir可知，U-I圖象中圖象與縱坐標的截距即為電源的電動勢；故E=4.5V；
（3）由閉合電路歐姆定律：I=$\frac{E}{R+r+{R}_{0}}$
U=IR；
聯(lián)立變形得：$\frac{1}{U}$=$\frac{r+{R}_{0}}{E}$R+$\frac{1}{E}$，又此式可知，圖中，直線斜率k=$\frac{r+{R}_{0}}{E}$；b=$\frac{1}{E}$，
解得：E=$\frac{1}$；r=$\frac{k}$-R₀
故答案為：（1）A；D；（2）4.5；（3）$\frac{1}$；$\frac{k}$-R₀

點評 在測量電動勢和內(nèi)電阻的實驗中由于公式較多，在解題中要根據(jù)題意，靈活的選用相應(yīng)的表達式．若用圖象解時，基本思路是：用學(xué)過的物理定律列出表達式，再結(jié)合數(shù)學(xué)整理表達出有關(guān)一次函數(shù)式求解．