Question

4．某同學(xué)欲測(cè)量一個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，除待測(cè)電源、開關(guān)S及導(dǎo)線外，還給定了如下器材：
A．電壓表（量程6V，內(nèi)阻無(wú)窮大）
B．定值電阻R₀（10Ω）
C．電阻箱R₁（0～99.9Ω）
D．滑動(dòng)變阻器R₂（阻值變化范圍為0～20Ω）

（1）該同學(xué)進(jìn)行了多次測(cè)量，并嘗試應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)得出了如圖所示的$\frac{I}{U}$-R圖象，請(qǐng)你根據(jù)圖象分析，他在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該選擇了ABC（填器材前面的代碼）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；并在右邊方框中畫出他在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)所設(shè)計(jì)的電路圖；
（2）請(qǐng)根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)分析并計(jì)算出該電源的電動(dòng)勢(shì)E=6.0V，內(nèi)阻r=2.0Ω．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求以及測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)方法明確應(yīng)選擇的電路圖；
（2）根據(jù)電路圖利用閉合電路歐姆定律列式，再結(jié)合圖象分析即可明確對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）根據(jù)題意可知，他測(cè)量了電壓和電阻，故應(yīng)采用電壓表和電阻箱，為了保護(hù)電源，還需加入定值電阻；故選：ABC；將兩電器直接串聯(lián)即可；根據(jù)題意可知，畫出的是$\frac{I}{U}$-R圖象，故說(shuō)明電壓的倒數(shù)與R成正比，故應(yīng)將電壓表并聯(lián)在R₀兩端，測(cè)量R₀兩端的電壓；電路圖如圖所示；

（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，U=$\frac{E}{{R}_{0}+R+r}R$₀
變形可得：
$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r+R}{E}•\frac{1}{{R}_{0}}$
由圖象性質(zhì)可知：
$\frac{1}{E}$=0.2
$\frac{{R}_{0}+r}{E}$=$\frac{0.6-0.2}{24}$
解得：E=6.0V；
r=2.0Ω；
故答案為：（1）ABC；如圖所示；（2）6.0；2.0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)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)原理，并注意根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行列式，掌握應(yīng)用圖象處理數(shù)據(jù)的基本方法．