Question

10．興趣小組的同學利用實驗探究電池的電動勢和內阻，實驗的主要操作如下：
（1）實驗時，應先將電阻箱的電阻調到最大值（填“最大值”、“最小值”或“任意值”）
（2）按如圖接好電路進行實驗，這樣測出的電動勢比真實值偏小，內阻的測量值比真實值偏小．（選填：“偏大”、“偏小”或“相等”）
（3）根據實驗數據描點畫出的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$圖象是一條直線，若直線的斜率是k，在$\frac{1}{U}$坐標軸上的截距為b，則該電源的電動勢E=$\frac{1}{b}$，內阻r=$\frac{k}{b}$（用k，b表示）

Answer 1

分析 （1）實驗中應保證開始時的電流最小，可以保證電路安全，由閉合電路歐姆定律可知應如何調節滑動變阻器；
（2）根據電壓表內阻的影響分析實驗誤差情況；
（3）由題意及閉合電路歐姆定律可得出$\frac{1}{U}$-R的關系，結合圖象可知其斜率及截距的含義，從而可以得出電動勢和內電阻．

解答 解：（1）電路為限流接法，開始時應讓電流最小，然后再逐漸增大，故開始時滑動變阻器應達到最大值處； 
（2）由于電壓表的內阻不是無窮大，所以當把電壓表直接接在電源兩端時，有電流通過電壓表，電壓表測量的是電源的路端電壓，所以小于電源電動勢．
根據閉合電路歐姆定律可知，電壓表內阻不會影響（3）中公式的斜率，則可知內阻偏小；
（3）由閉合電路歐姆定律可得：U=$\frac{E}{R+r}$R
變形可得：$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r}{E}R$；
由函數知識可知：圖象的斜率k=$\frac{r}{E}$，b=$\frac{1}{E}$；
故E=$\frac{1}{b}$；r=$\frac{b}{k}$
故答案為：（1）最大值；（2）偏小；偏小；（3）$\frac{1}{b}$；$\frac{b}{k}$

點評 本題考查測定電動勢和內阻的實驗，本實驗要特別注意數據的處理，能正確應用圖象并結合函數關系進行分析得出結果．