Question

在測量電源的電動勢和內(nèi)阻的實驗中，由于所用的電壓表（視為理想電壓表）的量程較小，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實物電路．
（1）實驗時，應(yīng)先將電阻箱的電阻調(diào)到

 

．（選填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）改變電阻箱的阻值R，分別測出阻值R₀=10Ω的定值電阻兩端的電壓U，下列兩組R的取值方案中，比較合理的方案是

 

．（選填“1”或“2”）

方案編號	電阻箱的阻值R/Ω
1	400.0	350.0	300.0	250.0	200.0
2	80.0	70.0	60.0	50.0	40.0

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描點(diǎn)，繪出的

1

U

-R圖象是一條直線．若直線的斜率為k，在

1

U

坐標(biāo)軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=

 

，內(nèi)阻r=

 

．（用k、b和R₀表示）

Answer 1

分析：（1）實驗中應(yīng)保證開始時的電流最小，可以保證電路安全，由閉合電路歐姆定律可知應(yīng)如何調(diào)節(jié)滑動變阻器；
（2）為了實驗更精確應(yīng)使數(shù)據(jù)間差值較大，并且能多測數(shù)據(jù)；根據(jù)兩組方案的特點(diǎn)可知應(yīng)選取哪一方案；
（3）由題意及閉合電路歐姆定律可得出

1

U

-R的關(guān)系，結(jié)合圖象可知其斜率及截距的含義，從而可以得出電動勢和內(nèi)電阻．

解答：解：（1）電路為限流接法，開始時應(yīng)讓電流最小，然后再逐漸增大，故開始時滑動變阻器應(yīng)達(dá)到最大值處；
（2）對比兩方案可知，方案1中電阻箱電阻較大，而R₀的阻值只有10Ω，故在調(diào)節(jié)電阻箱時，電流的變化不明確，誤差較大； 而方案2中電阻箱的阻值與R0相差不大，可以測出相差較大的多組數(shù)據(jù)，故方案2更合理；  
（3）由閉合電路歐姆定律可得：U=

E

R0+R+r

R0

1

U

=

1

E

+

R

ER0

+

r

ER0

；
由函數(shù)知識可知：圖象的斜率k=

1

ER0

；
故E=

1

kR0

；
圖象與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)b=

1

E

+

r

ER0

；
r=

b

k

-R0；
故答案為：（1）最大值；（2）2； （3）

1

kR0

，

b

k

-R0．

點(diǎn)評：本題考查測定電動勢和內(nèi)阻的實驗，本實驗要特別注意數(shù)據(jù)的處理，能正確應(yīng)用圖象并結(jié)合函數(shù)關(guān)系進(jìn)行分析得出結(jié)果．