Question

8．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們來到電學(xué)實(shí)驗(yàn)室測量電源電動勢和內(nèi)電阻．大家分別選用不同的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)了以下四種測量電路：

①上面測量電路中，不能夠完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖悄囊粋�(gè)電路？c．
②小明同學(xué)根據(jù)其中的一個(gè)電路直接測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了下表．

R/Ω	2.0	3.0	6.0	10	15	20
U/V	1.30	1.36	1.41	1.48	1.49	1.50

ⅰ由此可知該同學(xué)選用的是d圖所示的電路進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)．
ⅱ采用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)作出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖線（選填U-R，或U-$\frac{1}{R}$，或$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$），
若通過圖象求出斜率是k，縱軸截距是b，則電源的電動勢E=$\frac{1}$；r=$\frac{k}$．

Answer 1

分析 （1）分析各實(shí)物圖，結(jié)合測量電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行分析，找出不能測量的電路；
（2）根據(jù)給出的數(shù)據(jù)可明確所采用的實(shí)驗(yàn)方法；根據(jù)閉合電路歐姆定律進(jìn)行分析得出圖象為直線的關(guān)系才能求解電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：①要想測量電動勢和內(nèi)電阻需要明確流過電源的電流路端電壓，或者利用伏阻法、安阻法明確路端電壓或電流；故a、b、d均可以進(jìn)行測量； 但丙圖中無法得出流過電源的電流和電壓，故c圖無法進(jìn)行測量；
②i由表中數(shù)據(jù)可知，測出了電壓和電阻，故應(yīng)是應(yīng)用丁圖進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)；
ii、根據(jù)閉合電路歐姆定律可知：
U=$\frac{E}{R+r}$R；
若作出U-R圖象得出的是曲線，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，應(yīng)進(jìn)一步化簡，得出
U=E-$\frac{U}{R}$r，即作出U-$\frac{U}{R}$圖象；
或變形為：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}•\frac{1}{R}$，故可以作出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象；
由題意可知$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象；
由數(shù)學(xué)規(guī)律可知：$\frac{1}{E}$=b；
$\frac{r}{E}$=k
聯(lián)立解得：E=$\frac{1}$，r=$\frac{k}$；
故答案為：①c； ②i、d；ii、$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$，$\frac{1}$，$\frac{k}$；

點(diǎn)評 本題考查測量電源的電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道可以采用伏安法、伏阻法以及安阻法等方法進(jìn)行測量，要注意公式的靈活變形．