Question

19．一特種電池標(biāo)稱電動勢為9V，內(nèi)阻為54Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為150mA為了精確測定這個電池的電動勢和內(nèi)電阻，某同學(xué)在實(shí)驗室利用了如圖所示電路．圖中R為電阻箱，阻值范圍0-9999Ω，R₀是保護(hù)電阻．

（1）實(shí)驗室中備有的定值電阻R₀有以下幾種規(guī)格，實(shí)驗時R₀應(yīng)選用B（填字母選項）．
A．1Ω        B.10Ω     C.50Ω        D.200Ω
（2）將上述選用的保護(hù)電阻R₀接入電路，斷開開關(guān)，調(diào)整電阻箱阻值，再閉合開關(guān)，讀取電壓表示數(shù)U，多次重復(fù)，取得數(shù)據(jù)后，作出如上圖所示$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{{R}_{0}+R}$圖線，則該電池電動勢ε=10V，內(nèi)電阻r=50Ω．

Answer 1

分析 （1）已知電源電動勢、內(nèi)阻及最大電流，由閉合電路歐姆定律可得出電路中最小電阻，則可找出保護(hù)電阻；
（2）由閉合電路歐姆定律可得出表達(dá)式，再結(jié)合圖象和數(shù)學(xué)知識可得出圖象的截距及斜率的含義，則可求得電動勢和內(nèi)電阻．

解答 解：（1）當(dāng)滑動變阻器短路時，電路中通過的最大電流為150mA，
則由閉合電路歐姆定律可知，定值電阻的最小阻值為：R₀=$\frac{E}{I}$-54Ω=60-54Ω=6Ω，但是不能大于最小值太多；故只有B合適；
故選：B；
（2）由閉合電路歐姆定律可得：U=$\frac{E}{R+r+{R}_{0}}$（R₀+R），
變形得：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}$$\frac{1}{R+{R}_{0}}$，
由數(shù)學(xué)知識可知，圖象中的斜率k=$\frac{r}{E}$；截距b=$\frac{1}{E}$；
由圖可知，b=0.1，故E=10V；
k=5.0；
解得：r=50Ω；
故答案為：
（1）B （2）10    50

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵：知道運(yùn)用伏阻法測量電源電動勢和內(nèi)阻的原理，會根據(jù)圖象測量電源的電動勢和內(nèi)阻，將兩個非線性關(guān)系的物理量，變成兩個線性關(guān)系的物理量．