Question

5．為了測(cè)量由兩節(jié)干電池組成的電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，其中R為電阻箱，R₀=5Ω為保護(hù)電阻．
①按照?qǐng)D甲所示的電路圖，某同學(xué)已經(jīng)在圖乙所示電路中完成部分導(dǎo)線的連接，請(qǐng)你完成余下導(dǎo)線的連接．

②斷開開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，再閉合開關(guān)S，讀取并記錄電壓表的示數(shù)及電阻箱接入電路中的阻值，多次重復(fù)上述操作，可得到多組電壓值U及電阻值R，并以$\frac{1}{U}$為縱坐標(biāo)，以$\frac{1}{R}$為橫坐標(biāo)，畫出$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$的關(guān)系圖線（該圖線為一直線），如圖所示，由圖線可求得電池組的電動(dòng)勢(shì)E=2.9V，內(nèi)阻r=1.2Ω，（保留兩位有效數(shù)字）
③引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是：電壓表分流作用．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)物電路圖；
（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律求出函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象求出電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路分析實(shí)驗(yàn)誤差．

解答 解：（1）根據(jù)圖甲所示電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖所示：

（2）由圖甲所示電路可知，在閉合電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為：
E=U+I（r+R₀）=U+$\frac{U}{R}$（r+R₀），
則$\frac{1}{U}$=$\frac{1}{E}$+$\frac{r+{R}_{0}}{E}$$\frac{1}{R}$，由圖丙所示圖象可知，b=$\frac{1}{E}$=0.35，圖象斜率為：
k=$\frac{r+{R}_{0}}{E}$=$\frac{△\frac{1}{U}}{△\frac{1}{R}}$=$\frac{1.42-0.35}{0.50}$=2.14，
電源電動(dòng)勢(shì)為：E=$\frac{1}$=$\frac{1}{0.35}$≈2.9V，電
源內(nèi)阻為：r=kE-R₀=2.14×2.9-5≈1.2Ω；
（3）由圖甲所示電路圖可知，電壓表月電阻箱并聯(lián)，由于電壓表的分流作用，流過保護(hù)電阻與電源的電流大于流過電阻箱的電流，這是造成實(shí)驗(yàn)誤差的原因．
故答案為：（1）實(shí)物電路圖如圖所示；（2）2.9；1.2；（3）電壓表分流作用

點(diǎn)評(píng) 連接實(shí)物圖是考試的熱點(diǎn)，要加強(qiáng)訓(xùn)練，連接電路時(shí)，導(dǎo)線不交叉，并接在接線柱上．第2問考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理問題的能力，采用的是轉(zhuǎn)換法，將非線性關(guān)系轉(zhuǎn)換成線性，直觀簡(jiǎn)單．