Question

1．一種供實驗使用的小型電池標電壓為9V，內(nèi)阻約為40Ω，電池允許最大輸出電流為50mA，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，用圖1所示電路進行測量（圖中電壓表內(nèi)阻很大，可不考慮它對測量的影響），R為電阻箱，阻值范圍為0～9999Ω，R₀是保護電阻．
（1）實驗室里備用的定值電阻有以下幾種規(guī)格：
A．10Ω，5W   B．150Ω，0.5W   C．800Ω，0.25W    D．1.2kΩ，1W   
實驗時，R₀應選用B較好．
（2）在實驗中當電阻箱調(diào)到圖2所示位置后，閉合開關S，電壓表示數(shù)9.0V，變阻箱此時電阻為750Ω，電路中流過電阻箱的電流為10mA．
（3）斷開開關，調(diào)整電阻箱阻值，再閉合開關，讀取電壓表示數(shù)，多次測量后，做出如圖3所示圖線，則該電池電動勢E=9.5V，內(nèi)阻r=50Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)歐姆定律求出電路最小電阻，然后選擇保護電阻．
（2）由閉合電路歐姆定律求出函數(shù)表達式，然后根據(jù)圖象求出電源電動勢與內(nèi)電阻．
（3）由圖示電阻箱讀出其示數(shù)，然后由歐姆定律求出電路電流．

解答 解：（1）電源的最大輸出電流為50mA=0.05A，則電路最小電阻R=$\frac{E}{I}$=$\frac{9}{0.05}$=180Ω，則保護電阻阻值約為：R₀=R-r=180Ω-40Ω=140Ω，則保護電阻應選B．
（2）由圖丙所示電阻箱可知，電阻箱阻值：R=1×1000Ω+7×100Ω+5×10Ω+0×1Ω=750Ω，
通過電阻箱的電流I=$\frac{U}{R+{R}_{0}}$=$\frac{9}{750+150}$=0.01A=10mA．
（3）由閉合電路歐姆定律可得：E=U+Ir=U+$\frac{U}{R+{R}_{0}}$r，則$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$•$\frac{1}{R+{R}_{0}}$，
圖象的截距為$\frac{1}{E}$=0.1，斜率$\frac{r}{E}$=$\frac{0.25-0.15}{0.03-0.01}$=5，
解得，電動勢E=10V，內(nèi)阻r=50Ω．
故答案為：（1）B；（2）750；10；（3）9.5；50．

點評 本題考查了運用伏阻法測量電源電動勢和內(nèi)阻實驗，知道實驗原理、會根據(jù)圖象測量電源的電動勢和內(nèi)阻即可正確解題，應用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，要選擇合適的物理量，使圖象是一條直線．