Question

17．為了節(jié)約時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)器材使用效率，老師給出了一個(gè)既能測(cè)量出電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，又能同時(shí)描繪小燈泡的伏安特性曲線(xiàn)的實(shí)驗(yàn)電路，如圖1所示．

（1）每一次操作后，同時(shí)記錄電流表A、電壓表V₁和電壓表V₂的示數(shù)，組成兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)（I₁，U₁）、（I₂，U₂），標(biāo)到U-I坐標(biāo)系中，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量，最后描繪出兩條圖線(xiàn)，如圖2所示，則電池組的電動(dòng)勢(shì)E=4.5 V，內(nèi)阻r=1.0Ω．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（2）在U-I坐標(biāo)系中兩條圖線(xiàn)在P點(diǎn)相交，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)為0Ω．
（3）為了進(jìn)一步測(cè)量小燈泡不通電時(shí)電阻的變化規(guī)律，可利用如圖3所示的多用電表來(lái)測(cè)量小燈泡的電阻，測(cè)量過(guò)程如下：
①將選擇開(kāi)關(guān)調(diào)到合適的電阻擋，紅、黑表筆分別插入“+”、“-”插孔，把兩表筆的筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)S（選填“S”或“T”），使多用電表指針指向右側(cè)（填“左”或“右”）的“0”位置．
②用多用電表測(cè)量小燈泡的電阻時(shí)，表筆的位置如圖4所示，其測(cè)量方法正確的是圖D．

Answer 1

分析 （1）電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)示數(shù)是電源的電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻．
（2）由圖象求出兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓與電流，然后根據(jù)閉合電路中內(nèi)外電壓的關(guān)系及歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（3）對(duì)確多用電表歐姆檔的使用方法，每次換檔時(shí)均要先進(jìn)行歐姆調(diào)零；
（4）在測(cè)量時(shí)要注意手不能接觸金屬桿；掌握多用電表讀數(shù)方法即可．

解答 解：（1）電源的U-I圖象是一條傾斜的直線(xiàn)，由圖象可知，電源電動(dòng)勢(shì)E=4.5V，電源內(nèi)阻為：
r=$\frac{△U}{△I}$=$\frac{4.5-2.5}{2.0}$=1.0Ω．
（2）由圖乙所示圖象可知，兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)，即燈泡電壓U_L=2.5V，此時(shí)電路電流I=2.0A，
電源電動(dòng)勢(shì)E=Ir+U_L+IR_滑，即4.5V=2.0A×1Ω+2.5V+2.0A×R_滑，則R_滑=0Ω；
（3）歐姆調(diào)零的方法為，兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕S，使指針指到右側(cè)零刻度處；
（4）燈泡內(nèi)阻是接在中間及邊緣金屬殼處，故要想正確測(cè)量應(yīng)讓兩表筆分別接中間及邊緣金屬處即可；同時(shí)注意手不能接觸金屬桿；故只有D正確；
故答案為：（1）4.5；1.0；（2）0；（3）S   右；  （4）D

點(diǎn)評(píng) 電源的U-I圖象與縱軸的交點(diǎn)是電動(dòng)勢(shì)，圖象斜率的絕對(duì)值等于電源內(nèi)阻，求電源內(nèi)阻時(shí)要注意看清楚縱軸坐標(biāo)起點(diǎn)數(shù)據(jù)是多少，否則容易出錯(cuò)；同時(shí)注意多用電表的使用方法，要注意掌握正確使用的方法并明確相應(yīng)的注意事項(xiàng)．