Question

18．利用如圖（a）所示電路，可以測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：待測電源，電阻箱R（最大阻值999.9Ω），電阻R₀（阻值為3.0Ω），電阻R₁（阻值為3.0Ω），電流表A（量程為200mA，內(nèi)阻為R_A=6.0Ω），開關(guān)S．
實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將電阻箱阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S；
②多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R₂；
③以$\frac{1}{I}$為縱坐標(biāo)，R為橫坐標(biāo)，作$\frac{1}{I}$-R圖線（用直線擬合）；
④求出直線的斜率k和縱軸上的截距b．

回答下列問題：
（1）實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示，其中電阻R=3.0Ω時(shí)電流表的示數(shù)如圖（b）所示，讀出數(shù)據(jù)，完成下表．答：①0.110，②9.09．
（2）根據(jù)圖（c）圖線求得斜率k=1.0A^-1Ω^-1，截距b=0.6A^-1．
（3）分別用E和r表示電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，則$\frac{1}{I}$與R的關(guān)系式為$\frac{1}{I}$=$\frac{3}{E}$R+$\frac{3}{E}$（5.0+r）

R/Ω	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0	7.0
I/A	0.143	0.125	①	0.100	0.091	0.084	0.077
I-1/A-1	6.99	8.00	②	10.0	11.0	11.9	13.0

（4）根據(jù)圖線求得電源電動(dòng)勢E=3.0V，內(nèi)阻r=1.0Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖b所示電流表讀出其示數(shù)，然后答題．
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象，然后根據(jù)圖象分析答題．
（3）根據(jù)圖a所示電路圖應(yīng)用歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式．
（4）根據(jù)圖象與圖象的函數(shù)表達(dá)式求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻．

解答 解：（1）由圖b所示可知，電流I=0.110A，故電流的倒數(shù)為9.09；
（2）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后作出圖象如圖所示：

由圖示圖象可知，圖象斜率k=$\frac{△\frac{1}{I}}{△R}$=$\frac{12-6}{6}$=1，由圖示可知，圖象截距：b=6.0；
（3）電流表與電阻R₁并聯(lián)，兩端電壓相等，電阻R₁的阻值為3.0Ω，電流表內(nèi)阻為R_A=6.0Ω，則通過電阻R₁的電流為為通過電流表的2倍，
電流表示數(shù)為I，電路電流為3I，并聯(lián)電阻R_并=2Ω，由圖a所示電路圖可知，E=3I（R_并+R₀+R+r），則$\frac{1}{I}$=$\frac{3}{E}$R+3$\frac{{R}_{并}+{R}_{0}+r}{E}$=$\frac{3}{E}$R+$\frac{3}{E}$（5.0+r）；
（4）由圖示圖象與圖象的函數(shù)表達(dá)式可知，k=$\frac{3}{E}$，b=$\frac{3}{E}$（5.0+r），代入數(shù)據(jù)解得，電源電動(dòng)勢E=3.0V時(shí)，內(nèi)阻r=1.0Ω；
故答案為：（1）①0.110；②9.09；
（2）1；6.0；
（3）$\frac{1}{I}$=$\frac{3}{E}$R+$\frac{3}{E}$（5.0+r）；
（4）3.0；1.0；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求圖象函數(shù)表達(dá)式、電表讀數(shù)、作圖象、求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻問題，應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點(diǎn)法作圖的方法，要會(huì)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．