Question

7．研究性學習小組成員陳俊宇同學，在中秋節放假期間，自備了如下實驗器材，用來測量一電池組的電動勢和內阻：
待測電池組（E≈3V，r≈1Ω）；    電壓表（0-3V，R_V≈10KΩ）；
電阻箱（0-9999Ω）；       保護電阻（R₀=5Ω）；開關一只，導線若干．
（1）實驗中在改變變阻器阻值的過程中，發現電壓表的讀數變化不明顯，于是該同學對其中的一根導線重新做了調整，使得電壓表的讀數變化明顯，則如圖甲所示的電路中需要調整的一根導線是AF（用字母編號表示），這根導線調整后應接在BF（用字母編號表示）之間．

（2）根據調整后的實物圖，請在如圖乙所示的方框中，畫出實驗電路原理圖．
（3）根據以上重新調整后的實驗原理和方法，通過改變電阻箱的阻值，得到了多組電阻箱的阻值R和電壓表示數U，為使得到的圖線是直線，該同學作出了圖象，如圖丙所示．
請根據圖象求出電池組的電動勢E=2.94V，內阻r=0.880Ω．（計算結果保留三位有效數字）

Answer 1

分析 （1）當電源內阻很小時，改變電路電阻路端電壓變化不明顯，根據圖示電路圖分析答題．
（2）根據實物電路圖作出電路圖．
（3）根據圖示電路圖應用歐姆定律求出圖象的函數表達式，然后根據圖示圖象求出電源電動勢與內阻．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，電壓表測路端電壓，實驗中在改變變阻器阻值的過程中，電壓表的讀數變化不明顯，這是由于電源內阻太小早成的，為了使電壓表示數變化明顯，可以將導線AF改接在BF（或CF）間．
（2）根據電路圖作出實驗電路圖如圖所示：

（3）由圖示電路圖可知，電源電動勢：E=U+$\frac{U}{R}$（R₀+r），
則有：$\frac{1}{U}$=$\frac{{R}_{0}+r}{E}$$\frac{1}{R}$+$\frac{1}{E}$，
$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象的截距：b=$\frac{1}{E}$=0.34，
斜率：k=$\frac{{R}_{0}+r}{E}$=$\frac{0.34}{0.17}$=2，
解得：E≈2.94V，r=0.880Ω；
故答案為：（1）AF；BF；（2）電路圖如圖所示；（3）2.94；0.880．

點評 本題考查了實驗電路改進、作電路圖、求電源電動勢與內阻，要掌握應用圖象法處理實驗數據的方法，求出圖象的函數表達式求電源電動勢與內阻的關鍵．