Question

18．某實(shí)驗(yàn)小組測定水果電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，所用的器材有：
水果電池E（電動(dòng)勢約為11V）；
電流表A（量程1mA，內(nèi)阻等于100Ω）；
電壓表V（量程1V，內(nèi)阻約為3kΩ）； 
滑動(dòng)變阻器R₁（最大阻值200Ω）；
滑動(dòng)變阻器R₂（最大阻值10kΩ）；
定值電阻R₀=900Ω；
開關(guān)S；導(dǎo)線若干．

（1）該實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，實(shí)驗(yàn)中無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)及變化均很小，且電壓表的示數(shù)變化也很小，分析其原因可能是C（填序號(hào)，只有一個(gè)正確選項(xiàng)）．
A．電源內(nèi)阻太小
B．電流表A的量程過小
C．電源的內(nèi)阻太大，且R₁的最大電阻相對(duì)于電源內(nèi)阻過小
（2）該實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)過分析設(shè)計(jì)了如圖乙和丙所示的電路，該小組同學(xué)認(rèn)為這種設(shè)計(jì)不僅可以消除因電壓表內(nèi)阻未知所帶來的系統(tǒng)誤差，而且還可以測出電壓表V的內(nèi)阻．根據(jù)圖乙、丙所示的電路分別測量了多組電壓表V和電流表A的讀數(shù)，并作出對(duì)應(yīng)的U-I圖象如圖丁所示，則圖丙方案的測量結(jié)果對(duì)應(yīng)的U-I圖象應(yīng)該是曲線①（填“曲線①”或“曲線②”），由此可以推測出水果電池電動(dòng)勢E=0.6V；內(nèi)阻r=1000Ω；電壓表內(nèi)阻R_V=3000Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析原因．
（2）根據(jù)乙丙兩電路進(jìn)行分析，應(yīng)用歐姆定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象函數(shù)表達(dá)式與圖象求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻．

解答 解：（1）由圖示圖象可知，電壓表測路端電壓，電流表測電路電流，實(shí)驗(yàn)中無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)及變化均很小，且電壓表的示數(shù)變化很小，說明移動(dòng)滑片時(shí)電路電阻變化相對(duì)很小，則滑動(dòng)變阻器最大阻值較小，電源內(nèi)阻很大；故C正確，ABD錯(cuò)誤；
（2）設(shè)電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，對(duì)甲、乙兩圖分別應(yīng)用歐姆定律．對(duì)甲圖有E=U+（I+$\frac{U}{{R}_{V}}$）r，可得U=$\frac{{R}_{V}r}{{R}_{V}+r}I$+$\frac{{R}_{V}}{{R}_{V}+r}$E；
故在U-I圖中縱軸截距為$\frac{{R}_{V}E}{{R}_{V}+r}$，橫軸截距為$\frac{E}{r}$．由圖可知，$\frac{{R}_{V}E}{{R}_{V}+r}$=0.45；$\frac{E}{r}$=$\frac{0.45}{0.6×1{0}^{-3}}$=750
對(duì)乙圖有E=U+I（R₀+R_A+r），可得U=-（R₀+R_A+r）I+E；故在U-I圖中，縱軸截距為E，橫軸截距為$\frac{E}{{R}_{0}+{R}_{A}+r}$．對(duì)應(yīng)圖中圖線可知，E=0.60V；$\frac{E}{{R}_{0}+{R}_{A}+r}$=$\frac{0.6}{0.3×1{0}^{-3}}$=2000聯(lián)立可得：E=0.6V；r=1000Ω；R_V=3000Ω；
故答案為：（1）C；（2）曲線①； 0.6；1000； 3000

點(diǎn)評(píng) 本題考查了測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、求電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻，注意求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是正確求出電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻的前提與關(guān)鍵．