Question

【題目】為測量某一電源的電動勢和內(nèi)阻，小明設計的實驗電路如圖甲，所用到的器材有：待測電源 E，定值電阻 R0 （阻值等于 9 Ω），定值電阻 R1 （阻值等于 9 kΩ），電阻箱 R2（阻值 范圍 0～9999 Ω），電壓表 V（量程 0～3 V，內(nèi)阻等于 3 kΩ），開關 S，導線若干。

（1）小明連接好電路，閉合開關 S 后發(fā)現(xiàn)，無論怎樣調節(jié)電阻箱，電壓表的指針都不偏轉。他懷疑電壓表發(fā)生故障，因此拿來一個表盤中央電阻刻度為“30”的多用電表，用電 阻擋進行檢測，操作如下：

①保持開關 S 閉合；

②對多用電表進行機械調零后，將選擇開關置于×100 Ω 擋，再進行歐姆調零；

③將多用電表的紅表筆接電壓表的正接線柱，另一只表筆接電壓表的負接線柱，觀察多 用電表指針的偏轉情況。

以上操作存在兩處錯誤，請指出并改正。____________________________________

（2）排除故障后，閉合開關 S，將電阻箱的阻值由零開始逐漸增大，記錄若干組電阻箱的阻值 R2 和對應的電壓表讀數(shù) U。某次測量中，電壓表的示數(shù)如圖乙，該示數(shù)為_______V， 此時電路中的路端電壓為______V。

（3）小明將得到的數(shù)據(jù)在 U﹣R2 坐標系中描點連線，得到如圖丙的曲線，其中虛線 U= 2.80 V 為曲線的漸近線，可得待測電源的電動勢 E = ________V，內(nèi)阻 r =________Ω。

（4）若以為縱坐標，以_____為橫坐標，則可使根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)作出的圖線變?yōu)橐粭l直線。

Answer 1

【答案】（1）步驟①應該斷開開關S；步驟③中多用電表的紅表筆應該接電壓表的負接線柱，另一只表筆接電壓表的正接線柱； （2）1.70； 6.80 （3）11.20； 9 （4）

【解析】

（1）根據(jù)歐姆表的使用規(guī)則進行分析；（2）根據(jù)電路的結構以及定值電阻R1與電壓表的內(nèi)阻關系確定路端電壓；（3）根據(jù)閉合電路的歐姆定律，建立U和R2的函數(shù)關系，對照圖像的數(shù)據(jù)求解電動勢和內(nèi)阻；（4）根據(jù)U和R2的函數(shù)關系確定要使圖線變?yōu)橐粭l直線要建立的函數(shù)關系。

（1）步驟①應該斷開開關S；步驟③中多用電表的紅表筆應該接電壓表的負接線柱，另一只表筆接電壓表的正接線柱；

（2）電壓表的示數(shù)為1.70V；因電壓表的內(nèi)阻為3kΩ，定值電阻R1=9kΩ，可知定值電阻上的電壓等于：1.70V×3=5.10V，此時電路中的路端電壓為1.70V+5.10V=6.80V。

（3）由閉合電路歐姆定律可得：，即：；由圖像可知，當R2=0時U=1.40V，則 ；當R2趨近無窮大時，U=2.80V，則E=4×2.80V=11.20V；解得r=9Ω；

（4）由可知，若以為縱坐標，以為橫坐標，則可使根據(jù)本實驗數(shù)據(jù)作出的圖線變?yōu)橐粭l直線。