Question

10．用如圖1所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻．實(shí)驗(yàn)器材：
待測電源（電動勢約3V，內(nèi)阻約2Ω），保護(hù)電阻R₁（阻值10Ω）和R₂（阻值5Ω），滑動變阻器R，電流表A，電壓表V，開關(guān)S，導(dǎo)線若干．

實(shí)驗(yàn)主要步驟：
（i）將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)；
（ⅱ）逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I；
（ⅲ）在圖2中，以U為縱坐標(biāo)，I為橫坐標(biāo)，做U-I圖線（U、I都用國際單位）；
（ⅳ）求出U-I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a．
回答下列問題：
（1）電壓表最好選用A；電流表最好選用C．
A．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約15kΩ）  
B．電壓表（0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）
C．電流表（0～200mA，內(nèi)阻約2Ω）  
D．電流表（0～30mA，內(nèi)阻約2Ω）
（2）滑動變阻器的滑片從左向右滑動，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大．兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是C．
A．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端接線柱
B．兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端接線柱
C．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱
D．一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱，另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱
（3）選用k、a、R₁和R₂表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=ka，r=k-R₂，代入數(shù)值可得E和r的測量值．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)給出的儀表分析電流和電壓最大值，電表量程略大于最大值即可；同時(shí)注意明確電壓表內(nèi)阻越大越好，而電流表內(nèi)阻越小越好；
（2）明確滑動變阻器的接法以及對電路的調(diào)節(jié)作用，則可得出正確的接法；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析，根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律可求得電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）電壓表并聯(lián)在電路中，故電壓表內(nèi)阻越大，分流越小，誤差也就越小，因此應(yīng)選內(nèi)阻較大的A電壓表；
當(dāng)滑動變阻器接入電阻最小時(shí)，通過電流表電流最大，此時(shí)通過電流表電流大小約為I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}+r}$=$\frac{3}{10+5+2}$=176mA；因此，電流表選擇C；
（2）分析電路可知，滑片右移電壓表示數(shù)變大，則說明滑動變阻器接入電路部分阻值增大，而A項(xiàng)中兩導(dǎo)線均接在金屬柱的兩端上，接入電阻為零；而B項(xiàng)中兩導(dǎo)線接在電阻絲兩端，接入電阻最大并保持不變；C項(xiàng)中一導(dǎo)線接在金屬桿左端，而另一導(dǎo)線接在電阻絲左端，則可以保證滑片右移時(shí)阻值增大；而D項(xiàng)中導(dǎo)線分別接右邊上下接線柱，滑片右移時(shí)，接入電阻減��；故D錯(cuò)誤；
故選：C；
（3）由閉合電路歐姆定律可知：U=E-I（r+R₂），對比伏安特性曲線可知，圖象的斜率為k=r+R₂； 則內(nèi)阻r=K-R₂；
令U=0，則有：
I=$\frac{E}{r+{R}_{2}}$=$\frac{E}{k}$； 由題意可知，圖象與橫軸截距為a，則有：a=I=$\frac{E}{k}$；解得：E=Ka；
故答案為：（1）A，C；（2）C；（3）ka； k-R₂．

點(diǎn)評 本題考查測量電源的電動勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中的儀表選擇以及數(shù)據(jù)處理，要注意明確根據(jù)圖象分析數(shù)據(jù)的方法，重點(diǎn)掌握圖象中斜率和截距的意義．