Question

19．要測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)E（小于3V）和內(nèi)阻r（約1Ω），現(xiàn)有下列器材：
電壓表V（3V和15V兩個(gè)量程）、電阻箱（0～999.9Ω）、定值電阻R₀=3Ω、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線．

某同學(xué)根據(jù)所給器材設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)電路．
（1）電路中定值電阻R₀的作用是保護(hù)電源，防止短路．
（2）請(qǐng)根據(jù)圖甲電路，在圖乙中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接電路．
（3）該同學(xué)調(diào)節(jié)電阻箱阻值R，讀出對(duì)應(yīng)電壓表讀數(shù)U，得到二組數(shù)據(jù)：R₁=2.0Ω時(shí)U₁=2.38V；R₂=4.0Ω時(shí)U₂=2.50V．由這二組數(shù)可求得電源電動(dòng)勢(shì)為E=2.9V，內(nèi)阻為 r=1.0Ω．（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（4）為使最終測(cè)量結(jié)果更精確，在不改變實(shí)驗(yàn)方法、不更換實(shí)驗(yàn)器材的前提下，請(qǐng)你對(duì)該同學(xué)提一條議多測(cè)幾組R、U，分別求出電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r，
再利用U-I圖象處理數(shù)據(jù)．．

Answer 1

分析 （1）若無(wú)R₀存在，當(dāng)R調(diào)節(jié)到0時(shí)，電源即短路．
（2）實(shí)物連接圖要與電路圖相對(duì)應(yīng)，注意連接順序，只要有一處錯(cuò)誤，就不能得分．
（3）運(yùn)用閉合電路歐姆定律，分別研究電阻箱電阻為R₁和R₂的情況，列出含有電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的方程組求解．
（4）在不改變實(shí)驗(yàn)方法、不更換實(shí)驗(yàn)器材的前提下，只能通過(guò)多次測(cè)量、畫(huà)圖象等方法來(lái)處理數(shù)據(jù)，以減少誤差．

解答 解：（1）若無(wú)R₀存在，當(dāng)R調(diào)節(jié)到0時(shí)，電源即短路，有燒壞危險(xiǎn)．作用是保護(hù)電源，防止短路
    （2）如圖所示，注意電壓表量程選擇，開(kāi)關(guān)置于干路
          
（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律，得
   當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R₁=2Ω時(shí)   E=U₁+$\frac{{U}_{1}}{{{R}_{1}+R}_{0}}$r…①
   當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R₂=4Ω時(shí)   E=U₂+$\frac{{U}_{2}}{{{R}_{2}+R}_{0}}$r…②
聯(lián)立上兩式得E=2.9V；     r=1.0Ω 
     （4）多測(cè)幾組R、U，分別求出電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r，再利用圖象處理數(shù)據(jù)．　
故答案為：（1）保護(hù)電源，防止短路　
（2）如右圖所示
（3）2.9V，1.0Ω 
（4）多測(cè)幾組R、U，分別求出電動(dòng)勢(shì)E、內(nèi)阻r，再求E、r的平均值，利用圖象處理數(shù)據(jù)

點(diǎn)評(píng) 本題考查測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的基礎(chǔ)知識(shí)，從多個(gè)細(xì)節(jié)層面考查對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握程度，難度較小．