Question

18．在“測電池的電動勢和內阻”的實驗中，測量對象為一節(jié)新的干電池．

（1）用圖（a）所示電路測量時，在較大范圍內調節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)變化不明顯，原因是：電源內阻很�。�
（2）為了提高實驗精度，采用圖乙所示電路，提供的器材：
量程3V的電壓表V，量程0.6A的電流表A（具有一定內阻），
定值電阻R₀（阻值未知，約幾歐姆），滑動變阻：R₁（0～10Ω）
滑動變阻器R₂（0～200Ω），單刀單擲開關S₁、單刀雙擲開關S，導線若干
①電路中，加接電阻凰有兩方面的作用，一是方便實驗操作和數(shù)據測量，二是防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
②為方便實驗調節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應選用R₁（填R₁或R₂）．
③開始實驗之前，S₁、S₂都處于斷開狀態(tài)．現(xiàn)在開始實驗：
A．閉合S₁，S₂打向1，測得電壓表的讀數(shù)U₀，電流表的讀數(shù)為I₀，則$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=R₀+R_A．（電流表內阻用R_A表示）
B．閉合S₁，S₂打向2，改變滑動變阻器的阻值，當電流表讀數(shù)為I₁時，電壓表讀數(shù)為U₁；當電流表讀數(shù)為I₂時，電壓表讀數(shù)為U₂．則新電池電動勢的表達式為E=$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，內阻的表達式r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$．

Answer 1

分析 Ⅰ、作出電源的U-I圖象，根據閉合電路歐姆定律分析可知，圖象的斜率等于電源的內阻，再分析電壓表讀數(shù)變化不明顯的原因．
Ⅱ、①加接電阻R₀，起保護作用，限制電流，防止電池被短路或電流表被燒壞．②由于電表的讀數(shù)在刻度盤中央附近，誤差較小，則要求電路中電流較大，在確保安全的前提下，可選擇阻值較小的變阻器．③根據歐姆定律分析A所測量的物理量．根據閉合電路歐姆定律列方程組，可求出新電池電動勢和內阻的表達式．

解答 解：Ⅰ作出電源的U-I圖象，根據閉合電路歐姆定律分析可知，圖象的斜率等于電源的內阻，如圖，圖線1的斜率小于圖線2的斜率，則對應的電源的內阻圖線1的較小，由圖可以看出，圖線1電壓隨電流變化較慢．本實驗中發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)變化不明顯，原因是：電源內阻很小．

Ⅱ①加接電阻R₀，起保護作用，限制電流，防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
②滑動變阻器應選用R₁．因為R₁的總電阻較小，使電路中電流較大，電流表指針能在刻度盤中央附近，測量誤差較�。�
③根據歐姆定律可知，可以測出的物理量是定值電阻R₀和電流表內阻之和，用測量寫出表達式為：R₀+R_A=$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$．
B、根據閉合電路歐姆定律得
E=U₁+I₁（R₀+R_A+r）…①
E=U₂+I₂（R₀+R_A+r）…②
聯(lián)立解得：E=$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$
r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-（R₀+R_A）=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$．
故答案為：
Ⅰ、電源內阻很��；
Ⅱ、①防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞；
②R₁，
③A、R₀+R_A．
B、$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$-$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$．

點評 本題考查根據閉合電路歐姆定律用伏安法可測量電源的電動勢和內阻，注意定值電阻R₀起保護作用，同時本題采用了公式法處理數(shù)據，要體會如何列方程求解，但此種方法誤差較大，一般情況采用圖象法更好．