Question

11．某研究性學(xué)習(xí)小組欲測(cè)定一組蓄電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，小組的兩同學(xué)利用相同的器材分別設(shè)計(jì)了如圖1、圖2所示的兩個(gè)電路．R₀為定值電阻，試完成下列問題：
（1）先直接用多用電表粗測(cè)該電池的電動(dòng)勢(shì)．在操作無(wú)誤的情況下，多用電表的選擇開關(guān)和表盤示數(shù)如圖3和圖4所示，其示數(shù)為9.6V．

（2）這兩個(gè)同學(xué)通過正確的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后作在同一個(gè)坐標(biāo)系中，如圖所示，則：

①若選用圖1來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)將圖6的實(shí)物圖連接好；
②在圖5中，圖線A所選的實(shí)驗(yàn)原理圖是圖1（填“圖1”或“圖2”），此時(shí)圖5橫坐標(biāo)物理量應(yīng)為$\frac{1}{R}$，若用圖象B，求得電源的電動(dòng)勢(shì)E=10V，內(nèi)阻r=17.1Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)多用電表的讀數(shù)方法可明確電壓表的讀數(shù)；
（2）①根據(jù)原理圖可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；
②明確電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式，結(jié)合圖象和數(shù)學(xué)規(guī)律可求得對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)并能求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）由圖c可知，多用電表量程選擇10V，則最小分度為0.1V，故讀數(shù)為9.6V；
（2）①根據(jù)原理圖1可得出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖；如圖所示；
②由圖可知，兩同學(xué)得出的圖象不同；根據(jù)對(duì)應(yīng)的原理圖可知，應(yīng)是R₀是否作為等效內(nèi)阻處理的原因；
根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：U=$\frac{E}{{R}_{0}+r+R}$R
若將R₀視為內(nèi)阻，變形可知：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{{R}_{0}+r}{E}$$•\frac{1}{R}$；
若將R₀作為外電阻處理，則變形可得：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$$\frac{1}{R+{R}_{0}}$；
則可知，圖A和圖B的圖象不同，說明肯定有一個(gè)將定值電阻作為了內(nèi)電阻；如果將定值電阻作為內(nèi)電阻，則圖象的斜率較大； 故電路圖選擇的圖1；得出的圖象斜率故橫坐標(biāo)應(yīng)為：$\frac{1}{R}$；
若用圖B分析，圖象的與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)表示電源的電動(dòng)勢(shì)；故E=$\frac{1}{0.1}$=10V；
由圖可知，A的圖象內(nèi)阻大于B所示內(nèi)阻；要使得出B所示的圖象，應(yīng)將R₀示數(shù)外電阻；故橫坐標(biāo)應(yīng)為$\frac{1}{R+{R}_{0}}$；
由圖可知：r=10×$\frac{0.15-0.1}{3×1{0}^{-2}}$=17.1Ω；
故答案為：（1）9.6；（2）①圖1； $\frac{1}{R}$；10；17.1．

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)分析，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)方法，并能正確應(yīng)用圖象進(jìn)行分析，結(jié)合數(shù)學(xué)規(guī)律求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．