Question

4．在利用電流表和電阻箱測定電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，電流表的內(nèi)阻很小可視為理想電表，電路如圖1所示，連接好電路并進(jìn)行如下操作：
閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，并記錄下每次電阻箱的阻值R及對(duì)應(yīng)的電流表A的示數(shù)I；
（1）若一同學(xué)測得10組I、R的數(shù)據(jù)，并作出圖象如圖2中a圖象所示，則根據(jù)a圖象可求出電源電動(dòng)勢E=2.0V，內(nèi)電阻r=2.0Ω；（保留2位有效數(shù)字）
（2）已知某電阻元件R₁的$\frac{1}{I}$-R圖象如圖2中b圖象所示，若用實(shí)驗(yàn)的電源給此元件供電，此元件的熱功率為0.375W．（保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出$\frac{1}{I}$與R的關(guān)系式，然后根據(jù)圖象求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻．
（2）電路元件圖線與電源圖線的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)坐標(biāo)是用該電源給電路元件供電時(shí)的電路電流的倒數(shù)與所對(duì)應(yīng)的電阻，由圖象求出電路元件的電阻與電路電流電流，然后由P=I²R求出該元件的熱功率．

解答 解：（1）由閉合電路歐姆定律可得：E=I（r+R），則$\frac{1}{I}$=$\frac{r}{E}$+$\frac{R}{E}$，
則$\frac{1}{I}$-R的斜率等于電源電動(dòng)勢的倒數(shù)，有：$\frac{1}{E}$=$\frac{△\frac{1}{I}}{△R}$=$\frac{6-1}{10}$=0.5V^-1，
則電源電動(dòng)勢為：E=2.0V，圖象截距$\frac{r}{E}$=1A^-1，則電源內(nèi)阻為：r=2.0Ω；
（3）由圖2所示圖象可知，電路元件接入電路時(shí)，兩圖的交點(diǎn)表示元件的工作點(diǎn)；電路元件電阻為：R=6Ω，$\frac{1}{I}$=4A^-1，電路電流為：I=0.25A，
元件的熱功率：P=I²R=（0.25A）²×6Ω=0.375W．
故答案為：（1）2.0，2.0；（2）0.375．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)，能夠熟練應(yīng)用閉合電路的歐姆定律、分析清楚圖象是正確解題的關(guān)鍵．