Question

6．某同學用如圖1所示實驗原理圖測量電源電動勢和內(nèi)阻，為了方便測量，選了兩節(jié)相同電池構(gòu)成電池組作為被測電源，定值電阻R₀為5.0Ω，電壓表（0～3V，內(nèi)阻約為1.5KΩ；0～15V，內(nèi)阻約為15KΩ）．調(diào)整變阻箱R，獲得不同的電壓U，測量數(shù)據(jù)如下表所示，為了方便處理數(shù)據(jù)，將1/R、1/U也同表對應列出．

測量   次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
R/Ω	200	120	100	80	60	40	20
U/V	2.75	2.65	2.62	2.50	2.40	2.24	2.00
1/R	0.005	0.008	0.010	0.013	0.017	0.025	0.050
1/U	0.364	0.377	0.382	0.400	0.417	0.446	0.500

（1）．根據(jù)實驗原理圖，連接實物圖．

（2）．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，以$\frac{1}{R}$為橫坐標，以1/U為縱坐標，已將部分測量數(shù)據(jù)標注在坐標圖上，請將其他測量數(shù)據(jù)也標注在坐標圖，并畫出合理的圖線．
（3）．根據(jù)第（2）問畫出圖線，算出電池組的電動勢E=2.94V，電池組的內(nèi)阻r=8.05Ω．（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路圖連接實物圖，注意電壓表正負接線柱不要接反；
（2）根據(jù)描點法作出圖象；
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出$\frac{1}{U}與\frac{1}{R}關(guān)系式$，結(jié)合圖象的斜率以及截距表示的含義求解電動勢及內(nèi)阻．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖，連接實物圖，如圖所示：

（2）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：

（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律得：
U=E-$\frac{U}{R}（{R}_{0}+r）$
解得：$\frac{1}{U}=\frac{1}{E}+\frac{{R}_{0}+r}{E}•\frac{1}{R}$
則$\frac{1}{U}-\frac{1}{R}$圖象的斜率k=$\frac{{R}_{0}+r}{E}$，與縱坐標的交點表示$\frac{1}{E}$，
根據(jù)圖象得：E=$\frac{1}{0.34}=2.94V$，$k=\frac{0.500-0.340}{0.036}$=4.44，
則$\frac{{R}_{0}+r}{E}=4.44$
解得：r=8.05Ω
故答案為：（1）如圖所示；（2）如圖所示；（3）2.94V；8.05Ω

點評 本題要注意電壓表的接入位置不是直接并聯(lián)在電源兩端，而是把定值電阻也包括在其中，故由閉合電路歐姆定律求出的內(nèi)阻值包括了R₀．在實驗可以將R₀等效為內(nèi)電阻的一部分．