Question

【題目】為測(cè)量某一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲，所用到的器材有：待測(cè)電源 E，定值電阻 R0 （阻值等于 9 Ω），定值電阻 R1 （阻值等于 9 kΩ），電阻箱 R2（阻值 范圍 0～9999 Ω），電壓表 V（量程 0～3 V，內(nèi)阻等于 3 kΩ），開(kāi)關(guān) S，導(dǎo)線若干。

（1）小明連接好電路，閉合開(kāi)關(guān) S 后發(fā)現(xiàn)，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)電阻箱，電壓表的指針都不偏轉(zhuǎn)。他懷疑電壓表發(fā)生故障，因此拿來(lái)一個(gè)表盤中央電阻刻度為“30”的多用電表，用電 阻擋進(jìn)行檢測(cè)，操作如下：

①保持開(kāi)關(guān) S 閉合；

②對(duì)多用電表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零后，將選擇開(kāi)關(guān)置于×100 Ω 擋，再進(jìn)行歐姆調(diào)零；

③將多用電表的紅表筆接電壓表的正接線柱，另一只表筆接電壓表的負(fù)接線柱，觀察多 用電表指針的偏轉(zhuǎn)情況。

以上操作存在兩處錯(cuò)誤，請(qǐng)指出并改正。____________________________________

（2）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān) S，將電阻箱的阻值由零開(kāi)始逐漸增大，記錄若干組電阻箱的阻值 R2 和對(duì)應(yīng)的電壓表讀數(shù) U。某次測(cè)量中，電壓表的示數(shù)如圖乙，該示數(shù)為_______V， 此時(shí)電路中的路端電壓為______V。

（3）小明將得到的數(shù)據(jù)在 U﹣R2 坐標(biāo)系中描點(diǎn)連線，得到如圖丙的曲線，其中虛線 U= 2.80 V 為曲線的漸近線，可得待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì) E = ________V，內(nèi)阻 r =________Ω。

（4）若以為縱坐標(biāo)，以_____為橫坐標(biāo)，則可使根據(jù)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖線變?yōu)橐粭l直線。

Answer 1

【答案】（1）步驟①應(yīng)該斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S；步驟③中多用電表的紅表筆應(yīng)該接電壓表的負(fù)接線柱，另一只表筆接電壓表的正接線柱； （2）1.70； 6.80 （3）11.20； 9 （4）

【解析】

（1）根據(jù)歐姆表的使用規(guī)則進(jìn)行分析；（2）根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)以及定值電阻R1與電壓表的內(nèi)阻關(guān)系確定路端電壓；（3）根據(jù)閉合電路的歐姆定律，建立U和R2的函數(shù)關(guān)系，對(duì)照?qǐng)D像的數(shù)據(jù)求解電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻；（4）根據(jù)U和R2的函數(shù)關(guān)系確定要使圖線變?yōu)橐粭l直線要建立的函數(shù)關(guān)系。

（1）步驟①應(yīng)該斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S；步驟③中多用電表的紅表筆應(yīng)該接電壓表的負(fù)接線柱，另一只表筆接電壓表的正接線柱；

（2）電壓表的示數(shù)為1.70V；因電壓表的內(nèi)阻為3kΩ，定值電阻R1=9kΩ，可知定值電阻上的電壓等于：1.70V×3=5.10V，此時(shí)電路中的路端電壓為1.70V+5.10V=6.80V。

（3）由閉合電路歐姆定律可得：，即：；由圖像可知，當(dāng)R2=0時(shí)U=1.40V，則 ；當(dāng)R2趨近無(wú)窮大時(shí)，U=2.80V，則E=4×2.80V=11.20V；解得r=9Ω；

（4）由可知，若以為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，則可使根據(jù)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖線變?yōu)橐粭l直線。