Question

賈老師要求同學們測出一待測電源的電動勢及內阻．所給的實驗器材有：待測電源E，定值電阻R₁（阻值未知），電壓表V（量程為3.0V，內阻很大），電阻箱R（0～99.99Ω），單刀單擲開關S₁，單刀雙擲開關S₂，導線若干．

（1）珊珊連接了一個如圖1所示的電路，她接下來的操作是：
①將S₂接到a，閉合S₁，撥動電阻箱旋鈕，使各旋鈕盤的刻度處于如圖甲所示的位置，記錄下對應的電壓表示數為2.20V，然后斷開S₁；
②保持電阻箱示數不變，將S₂切換到b，閉合S₁，記錄此時電壓表的讀數（電壓表的示數如圖乙所示），然后斷開S₁．
請你解答下列問題：
圖甲所示電阻箱的讀數為

 

Ω，圖乙所示的電壓表讀數為

 

V．由此可算出定值電阻R₁的阻值為

 

Ω（計算結果保留兩位小數）．
在珊珊上面第①步的操作中，有一處不恰當，請您幫她指出來

 

．
（2）在完成上述操作后，珊珊繼續以下的操作：
將S₂切換到a，多次調節電阻箱，閉合S₁，讀出多組電阻箱的示數R和對應的電壓表示數U，由測得的數據，繪出了如圖丙所示的

1

U

-

1

R

圖線．
由此可求得電源電動勢E和電源內阻r，其中E=

 

V（計算結果均保留兩位小數）．

Answer 1

分析：根據電阻箱旋鈕指示的位置讀出電阻的阻值，根據閉合電路歐姆定律求出定值電阻R₁的阻值．
將定值電阻等效到電源的內部，根據電動勢等于外電壓與內電壓之和得出

1

U

-

1

R

的關系式，根據圖線的斜率和截距得出電動勢和內阻．

解答：解：（1）電阻箱的阻值等于2×10=20Ω．圖乙電壓表的示數為2.80V，根據閉合電路歐姆定律得，R₁=

2.80-2.20

2.20 20

Ω≈5.45Ω．調節電阻箱時，需切斷電源．
（2）將定值電阻等效到電源的內部，根據E=U+

U

R

r得，

1

U

=

1

E

+

1

R

?

r

E

，知縱軸截距的倒數為電動勢，所以E=

1

0.35

≈2.86V．
故答案為：（1）20Ω、2.80V、5.45Ω；
應在切斷電源的情況下調節變阻箱；
（2）2.86V（內阻0.26Ω）．

點評：此題通過實驗操作、讀數以及對實驗方法的理解等多方面考查考生的實驗探究能力．