Question

20．某同學(xué)利用以下器材測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和定值電阻的阻值．
待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻約1Ω）
一個(gè)阻值未知的電阻　　　　
電壓表兩塊（內(nèi)阻很大，量程3V）
電流表（內(nèi)阻約為5Ω，量程0.6A）　　　　
滑動(dòng)變阻器R₁（0～30Ω，3A）
滑動(dòng)變阻器R₂（0～200Ω，0.2A）
電鍵一個(gè)，導(dǎo)線若干
該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，用U₁、U₂、I分別表示電表V₁、V₂、A的讀數(shù)．將滑動(dòng)變阻器的滑片移到不同位置時(shí)，得到下表所示數(shù)據(jù)：

I（A）	0.10	0.20	0.25	0.30	0.40	0.45
U1（V）	2.91	2.80	2.76	2.69	2.58	2.55
U2（V）	2.40	1.81	1.49	1.21	0.60	0.29

根據(jù)題中所給信息回答下列問題：

（1）滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R₁（選填器材代號(hào)“R₁”或“R₂”）；
（2）根據(jù)甲圖用筆畫線代替導(dǎo)線把乙圖中的實(shí)物圖補(bǔ)充完整；
（3）該同學(xué)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中已經(jīng)畫出了U₃-I（注：U₃=U₁-U₂）圖線，請(qǐng)你在圖丙中畫出U₂-I圖線．
（4）根據(jù)圖線，求出電源電動(dòng)勢(shì)E=3.1V，內(nèi)阻r=1.4Ω，定值電阻R₀5.0Ω．（均保留2為有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）選取滑線變阻器時(shí)一方面要考慮阻值是否符合要求，同時(shí)還要注意電流值是否滿足要求；
（2）根據(jù)電路圖，畫出的實(shí)物圖；
（3）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)可得出對(duì)應(yīng)的U₂-I圖線；
（4）在E-I圖象中縱坐標(biāo)的截距代表的是電源的電動(dòng)勢(shì)，直線的斜率代表的是電源的內(nèi)阻的大�。甎₃-I圖象是R₀兩端的電壓與電流關(guān)系圖象．

解答 解：（1）電流表量程為0.6A，滑線變阻器R₂的電流為0.2A，不能達(dá)到電表半偏的要求，故選R₁，
（2）電路圖已畫出，根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖：
（3）由電路圖可知，U₃-U₂即為R₀兩端的電壓，故圖象中對(duì)應(yīng)的電阻為R₀；故R₀=$\frac{2}{0.4}$=5.0Ω；
根據(jù)圖中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法畫出U₂-I圖象，如圖：
圖象的截距為電源電動(dòng)勢(shì)，圖象的斜率即為電源的內(nèi)阻，有圖象得E=3.1V，r=$\frac{3.1-2.4}{0.5}$=1.4Ω
故答案為：（1）A
（2）如圖：（3）如圖：
（4）3.1； 1.4；5.0．

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理及儀表的選擇；關(guān)于數(shù)據(jù)的處理，物理中一般是利用圖象來處理的，在數(shù)據(jù)解答中還要靠圖象來處理．