Question

現有一阻值為10.0Ω的定值電阻、一個開關、若干根導線和一個電壓表，該電壓表表面上有刻度但無刻度值，要求設計一個能測定某電源內阻的實驗方案（已知電壓表內阻很大，電壓表量程大于電源電動勢，電源內阻約為幾歐）要求：

（1）在右邊方框中畫出實驗電路圖：

（2）簡要寫出完成接線后的實驗步驟；

（3）寫出用測得的量計算電源內阻的表達式=       。

Answer 1

（1）參見解析

（2）①按電路圖連接好電路。

②在開關S斷開狀態(tài)下讀出電壓表指針所在處的分度格數n₁.

③閉合開關S，讀出電壓表指針所在處的分度格數n₂.

（3）

解析:

在分組實驗中有測定電源的電動勢和內電阻的實驗，我們從該實驗知道測定電源的電動勢和內電阻，至少應使電源連接不同負載兩次，然后利用全電路歐姆定律求解。但現在只有一個定值電阻可用作負載；另外，應由電流表和電壓表兩個表，但現在只有一只電壓表，而且是沒有刻度值的；不過考慮到電壓表電阻很大，而且題目只要求測出電源的內阻，應該有變通的辦法。

（1）我們可以把斷路也作為一種負載狀態(tài)，實驗電路如圖5所示。S斷開時，因電壓表內阻遠大于電源內阻，可認為是斷路狀態(tài)，S閉合時，又是一種負載狀態(tài)。

（2）實驗步驟如下：

①按電路圖連接好電路。

②在開關S斷開狀態(tài)下讀出電壓表指針所在處的分度格數n₁.

③閉合開關S，讀出電壓表指針所在處的分度格數n₂.

（3）設電壓表每一小分度表示的電壓為U₀。

S斷開時，有   E=n₁U₀

S閉合時，有

解以上兩式，得