Question

現(xiàn)代社會人們倡導(dǎo)綠色生活，電瓶車已經(jīng)進入千家萬戶，蓄電池是電瓶車的主要組成部分，一節(jié)蓄電池的電動勢約為2V，內(nèi)阻很小．某研究小組為獲得該蓄電池較精確的電動勢和內(nèi)阻，除蓄電池、開關(guān)、導(dǎo)線外，可供使用的實驗器材還有：
①電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約1KΩ）
②電流表A₁（量程0.6A，內(nèi)阻很小）
③電流A₂（量程5A，內(nèi)阻很小）
④定值電阻R₀（阻值為2Ω）
⑤電阻箱（阻值范圍0～99.9Ω，額定電流1A）
⑥滑動變阻器（阻值范圍0～300Ω，額定電流1A）
（1）甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計了如圖甲、乙兩種測量電路，則

 

（填字母符號）
A．應(yīng)選擇甲同學(xué)設(shè)計的電路
B．應(yīng)選擇乙同學(xué)設(shè)計的電路
C．甲、乙兩同學(xué)設(shè)計的電路都是合理的
D．甲、乙兩同學(xué)設(shè)計的電路都不合理，合理的設(shè)計應(yīng)該用電壓表V、電流表A₁及滑動變阻器伏安法測量
（2）甲乙兩同學(xué)在設(shè)計中都把定值電阻R₀接入了電路，你認為R₀所起的作用是：

 

（3）甲同學(xué)按他所設(shè)計的電路進行測量，得到如下表所示的測量數(shù)據(jù)

電阻箱阻值/Ω	17.4	10.6	7.0	4.6	3.4	2.3	1.5	1.1
電流表讀數(shù)/A	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40	0.45

①我們不討論甲同學(xué)的方案是否合理，就甲同學(xué)所記錄的數(shù)據(jù)，請你幫助甲同學(xué)在圖丙坐標(biāo)紙上作出恰當(dāng)?shù)膱D象，以確定電動勢和內(nèi)阻的測量值．
②從圖象中得到的電動勢E=

 

V，內(nèi)阻r=

 

Ω （保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）為準(zhǔn)確測量電源的電動勢與內(nèi)阻，應(yīng)進行多次實驗，測出多組實驗數(shù)據(jù)，據(jù)此選擇實驗電路．
（2）在電路中接入定值電阻可以使電壓表示數(shù)變化更明顯．
（3）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對應(yīng)點，然后作出圖象；
求出圖象所對應(yīng)的函數(shù)表達式，然后根據(jù)圖象求出電池的電動勢與內(nèi)阻．

解答：解：（1）電源電動勢約為2V，定值電阻阻值為2Ω，由圖甲所示電路可知，電路電流變化范圍較小，不利于進行多次實驗，而圖B所示實驗電路可以進行多次測量，可以測出更多組實驗數(shù)據(jù)，因此應(yīng)選圖B所示實驗電路．
（2）在電路中接入定值電阻R₀，相當(dāng)于增大了電源內(nèi)阻，電壓表示數(shù)變化更明顯．
（3）①由圖甲所示實驗電路可知，在閉合電路中，
E=I（R₀+R+r），R=E

1

I

-R₀-r，要作R-

1

I

圖象，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系描出對應(yīng)點，然后作出圖象，圖象如圖所示；
②由R=E

1

I

-R₀-r可知，R-

1

I

圖象斜率等于電源電動勢E=

17

10-1.6

≈2.0Ω，
圖象斜率的截距b=5.0Ω，內(nèi)阻r=b-R₀=5.0Ω-2Ω=3.0Ω；
故答案為：（1）B；（2）使電壓表示數(shù)變化更明顯；（3）①圖象如圖所示；②2.0；3.0．

點評：應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是常用的實驗數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點法作圖的方法，根據(jù)圖象求有關(guān)數(shù)據(jù)時，要求出圖象對應(yīng)的函數(shù)表達式．