Question

10．現(xiàn)有以下器材：
電流表A（量程0.6A、內(nèi)阻r_A=0.5Ω），
電阻箱R（量程99.99Ω）待測(cè)電阻R_x，
直流電源（電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r待測(cè)），單刀單擲開(kāi)關(guān)S₁，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S₂，導(dǎo)線(xiàn)若干．
某探究實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，用來(lái)測(cè)定待測(cè)電阻的阻值R_x、直流電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r．
（1）按圖甲所示的電路，將圖乙所示的實(shí)物圖連線(xiàn)補(bǔ)畫(huà)完整．
（2）測(cè)量電阻R_x的阻值
①將開(kāi)關(guān)S₁閉合、開(kāi)關(guān)S₂接a，讀出電流表的示數(shù)I₁；
②保持開(kāi)關(guān)S₁閉合，將開(kāi)關(guān)S₂接b，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使得電流表的示數(shù)也為I₁，此時(shí)電阻箱的阻值R=4.00Ω，則R_x=4Ω．
（3）測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r將開(kāi)關(guān)S₁閉合、開(kāi)關(guān)S₂接b，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，記下電流表的示數(shù)I，得到若干組 R、I的數(shù)據(jù)（見(jiàn)表），請(qǐng)?jiān)趫D丙所示的坐標(biāo)紙上作出$\frac{1}{I}$-R的圖象，并根據(jù)圖象求得電動(dòng)勢(shì)E=3.1V，內(nèi)阻r=2.0Ω（保留兩位有效數(shù)字）．

次數(shù)	1	2	3	4	5
R/Ω	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0
I/A	0.59	0.38	0.29	0.24	0.18
A-1	1.7	2.6	3.5	4.2	5.4

Answer 1

分析 （1）由原理圖可知，電路中采用了單刀雙擲開(kāi)關(guān)，注意開(kāi)關(guān)的接法；
（2）由過(guò)程可知實(shí)驗(yàn)的原理，由原理可得出當(dāng)電流相等時(shí)，電阻箱的讀數(shù)等于待測(cè)電阻的阻值；
（3）由表中數(shù)據(jù)可得出圖象，由閉合電路歐姆定律可得出關(guān)于電流和電阻的表達(dá)式，由圖象及表達(dá)式可得出圖象的斜率及截距含；

解答 解：（1）由原理圖可知開(kāi)關(guān)S₂的連接方式，按原理圖將各點(diǎn)連接即可；注意連線(xiàn)要接在接線(xiàn)柱上；導(dǎo)線(xiàn)不能交叉；
（2）由題意可知，本實(shí)驗(yàn)是利用兩次分別接電阻箱及待測(cè)電阻，若兩次電流表示數(shù)相等，則說(shuō)明兩電阻相等，故說(shuō)明待測(cè)電阻的阻值為4Ω；
（3）由表格中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法將各點(diǎn)描在坐標(biāo)軸中，注意直線(xiàn)應(yīng)過(guò)盡量多的點(diǎn)，如不能，則讓點(diǎn)均勻分布在直線(xiàn)兩則；故答案如圖所示：
由原理圖可知，電路中只有滑動(dòng)變阻器接入電路，故由閉合電路歐姆定律可知：
I=$\frac{E}{R+r+0.5}$
故$\frac{1}{I}$=$\frac{r+0.5}{E}+\frac{R}{E}$
由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)等于$\frac{r+0.5}{E}$；圖象的斜率表示$\frac{1}{E}$；
由圖可知，b=0.8；k=$\frac{5.6-1.7}{15-3}$=$\frac{39}{120}$
即：E=3.1V（3.0-3.3均可），r=2.0Ω（1.9-2.4均可）
故答案為：（1）如下圖所示：
（2）4；
（3）3.1；2.0

點(diǎn)評(píng) 本題中注意理解電路的接法，注意在測(cè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)電流表內(nèi)阻是不能忽略的；同時(shí)注意根據(jù)電路及題目要求列出正確的表達(dá)式，是求出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的關(guān)鍵．