Question

18．某同學用電壓表和已知阻值的定值電阻，測量一節(jié)干電池的電動勢E和內(nèi)電阻r．現(xiàn)提供如下器材：
待測干電池一節(jié)，電壓表（量程為0～3V的理想電壓表）一只，電阻R₀（2.5Ω）一只，滑動變阻器R（15Ω，1A）一只，開關(guān)K₁、開關(guān)K₂，導線若干．只需測量一組E、r的值即可．
①實驗中不需要的器材有：滑動變阻器R；
②請在虛線框內(nèi)畫出該實驗的電路圖．
③主要的操作步驟是（要寫出所測物理量的字母）：a．將K₂斷開，K₁閉合，記下電壓表讀數(shù)U₁；將K₁、K₂均閉合，記下電壓表讀數(shù)U₂；
④實驗結(jié)果：E=U₁；r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}{R}_{0}$．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗原理明確實驗中需要的儀器及實驗電路；并根據(jù)電路圖明確實驗步驟；再根據(jù)閉合電路歐姆定律得出實驗結(jié)果．

解答 解：本實驗采用電壓表直接測量電源的電動勢；再采用定值電阻測量路端電壓和電流；故不需要滑動變阻器R；
（2）電表為理想電表，故可以直接用電壓表測量電源的電動勢；然后，再接入R₀時根據(jù)電壓表的示數(shù)利用閉合電路歐姆定律求解內(nèi)阻即可；故電路如圖所示；

（3）測量步驟為：
步驟：a．將K₂斷開，K₁閉合，記下電壓表讀數(shù)U₁；
b．將K₁、K₂均閉合，記下電壓表讀數(shù)U₂．
（4）用電壓表直接測量電源的電動勢；故E=U₁；
當R₀接入時，由閉合電路歐姆定律可得：
E-U₂=Ir
I=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{0}}$；
解得：r=$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}{R}_{0}$；
故答案為：（1）滑動變阻器R；（2）如圖所示；
（3）a．將K₂斷開，K₁閉合，記下電壓表讀數(shù)U₁；
b．將K₁、K₂均閉合，記下電壓表讀數(shù)U₂．
（4）U₁；$\frac{{U}_{1}-{U}_{2}}{{U}_{2}}{R}_{0}$

點評 本題考查測量電動勢和內(nèi)電阻的方法，注意明確本題中的電壓表為理想電壓表，故可以直接測量電源的電動勢．