Question

13．某同學通過查找資料自己動手制作了一個電池，該同學想測量一下這個電池的電動勢E和內電阻r，但是從實驗室只借到一個開關、一個電阻箱（最大阻值為9.999kΩ，相當標準電阻用）、一只電流表（量程I_R=0.6A，內阻r_g=0.1Ω）和若干導線．

①請根據測定電動勢E、內電阻r的要求，設計圖1中元器件的連接方式，在圖2中畫線把它們連接起來．
②接通開關，逐次改變電阻箱的阻值R，讀出與R對應的電流表的示數I，并作記錄．當電阻箱的阻值R=2.6Ω時，其對應的電流表的示數如圖所示I=0.50A．
③處理實驗數據時，首先計算出每個電流值I的倒數$\frac{1}{I}$；再制作R-$\frac{1}{I}$坐標圖，如圖所示，圖中已標注出了（R，$\frac{1}{I}$）的幾個與測量對應的坐標點，請你將與圖3實驗數據對應的坐標點也標注在圖4中上（用圓點標注）．在圖4上把繪出的坐標點連成圖線．
④根據圖4描繪出的圖線可得出這個電池的電動勢E=1.5V，內電阻r=0.3Ω．

Answer 1

分析 ①根據原理圖可得出對應的實物圖；
②明確電表的量程，確定最小分度，從而明確對應的讀數；
③根據描出的點用直線擬合從而得出對應的圖象；
④根據閉合電路歐姆定律寫出表達式，然后整理出R與$\frac{1}{I}$的函數方程，然后結合斜率和截距的概念即可求解出E和r．

解答 解：①根據原理圖即可連接實物圖；如圖2所示；
②電流表量程為0.6A，最小分度為0.02A，故電流表讀數為0.50A；
③利用描點法可得出對應的R-$\frac{1}{I}$圖象，如圖所示；
④由閉合電路歐姆定律應有E=IR+Ir，可變形為R=E$\frac{1}{I}$-r，所以E=k=1.5V；圖象與縱軸交點的絕對值表示內阻，由圖可知，r=0.4Ω
故答案為：①如圖1所示；②0.50；③如圖4所示；④1.5；0.4．

點評 本題考查測量電源的電動勢和內電阻的實驗，難點在于數據處理，要注意遇到有關圖象的題目，處理方法是先根據物理規(guī)律寫出表達式，然后整理出關于縱軸物理量與橫軸物理量的函數表達式，再根據斜率和截距的概念討論求解即可．