Question

4．某興趣小組用以下實(shí)驗(yàn)器材，測定了電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，實(shí)驗(yàn)提供的器材有：
A．待測電源一個(gè)   
B．已知內(nèi)阻為R_v的電壓表一個(gè)       
C．電阻箱一個(gè)
D．開關(guān)一個(gè)    
E．導(dǎo)線若干
為使測量更加準(zhǔn)確，小組多次改變電阻箱的阻值R，讀出電壓表的相應(yīng)示數(shù)U，然后以$\frac{1}{U}$為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，畫出的$\frac{1}{U}$與R的關(guān)系圖線是一條傾斜直線，如圖（b）所示，將圖線延長，得到直線在縱軸的截距為m，直線的斜率為k．
根據(jù)以上信息，完成以下步驟：
①若電壓表的示數(shù)為U，則流過電壓表的電流為$\frac{U}{{R}_{V}}$．
②在虛線框圖（a）中畫出小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖．
③測定出電源的電動(dòng)勢(shì)E=$\frac{1}{K{R}_{V}}$，內(nèi)阻r=$\frac{m}{k}-{R}_{v}$（用m、k和R_V表示）．

Answer 1

分析 ①根據(jù)歐姆定律可求得電路中的電流；
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和給出的儀器可明確對(duì)應(yīng)的電路圖；
③根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析列式，并根據(jù)題意進(jìn)行變形，根據(jù)圖象的性質(zhì)即可明確對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

解答 解：①電壓表相當(dāng)于能測電壓的電阻，故由歐姆定律可知，電流I=$\frac{U}{{R}_{V}}$；
②根據(jù)題意可知，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用電阻箱與電壓表串聯(lián)的方法進(jìn)行測量，故電路圖如圖所示；

③本題只能采用電壓表和電源串聯(lián)的方式進(jìn)行測量；電源、電阻箱與電壓表串聯(lián)接入電路，電壓表可以用來測電路電路電流，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，由閉合電路歐姆定律可得：E=$\frac{U}{{R}_{V}}$（r+R+R_v），則$\frac{1}{U}$=$\frac{{R}_{V}}{E}$R+$\frac{r+{R}_{v}}{E{R}_{V}}$，則圖象斜率k=$\frac{{R}_{V}}{E}$，電源電動(dòng)勢(shì)：E=$\frac{1}{k{R}_{V}}$，圖象截距：m=$\frac{r+{R}_{v}}{E}$，則電源內(nèi)阻r=$\frac{m}{k}$-R_V；
故答案為：①$\frac{U}{{R}_{V}}$；②如圖所示；
③$\frac{1}{k{R}_{V}}$；$\frac{m}{k}$-R_V

點(diǎn)評(píng) 本題考查測量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)中只能出了一個(gè)電壓表用來測量，由于電壓表內(nèi)阻可知，故將電壓表作為電流表使用，串聯(lián)接入電路中．